Zwalczanie szkodliwych bakterii w dobie narastającej oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe stanowi jedno z najpoważniejszych wyzwań współczesnej nauki. Dr Tapendu Samanta pracuje nad nową klasą zaawansowanych materiałów, które mogą wykazywać aktywność antybakteryjną bez konieczności stosowania tradycyjnych antybiotyków. Naukowiec otrzymał grant MINIATURA Narodowego Centrum Nauki (NCN) na pilotażowy projekt badawczy poświęcony projektowaniu funkcjonalnych, światłoczułych materiałów polimerowych o potencjalnych zastosowaniach w ochronie zdrowia.
Nowe podejście do zwalczania bakterii
Celem projektu realizowanego w ramach konkursu MINIATURA jest opracowanie innowacyjnego materiału opartego na kowalencyjnych szkieletach organicznych (COF), który łączy w jednym systemie dwa niezależne mechanizmy działania antybakteryjnego. Pierwszy z nich opiera się na obecności naładowanych grup funkcyjnych, sprzyjających oddziaływaniom z ścianą komórkową lub błonami komórkowymi bakterii. Drugi mechanizm polega na aktywacji światłem, prowadzącej do generowania reaktywnych form tlenu zdolnych do niszczenia komórek bakteryjnych.
– Chcemy sprawdzić, czy połączenie światłoczułości i dodatniego ładunku w jednym materiale może prowadzić do efektu synergii, w którym jeden mechanizm zwiększa skuteczność drugiego – wyjaśnia dr Tapendu Samanta. – Są to badania wstępne, jednak uzyskanie pozytywnych wyników otworzyłoby drogę do znacznie szerszych zastosowań – dodaje.
Projekt zaplanowano jako badanie typu proof of concept. Obejmuje on syntezę materiału, jego szczegółową charakterystykę fizykochemiczną oraz proste testy przesiewowe aktywności antybakteryjnej, mające na celu weryfikację zaproponowanej koncepcji.
Od badań podstawowych do praktycznych zastosowań
Jednym z kluczowych atutów projektu jest jego potencjał aplikacyjny. Ze względu na swoje właściwości strukturalne COF-y są materiałami silnie porowatymi o wyjątkowo dużej powierzchni właściwej, co czyni je szczególnie atrakcyjnymi do zastosowań zewnętrznych.
– Na początkowym etapie koncentrujemy się na zastosowaniach powierzchniowych, takich jak powłoki, farby czy materiały wykorzystywane w szpitalach i na oddziałach intensywnej terapii – mówi badacz. – Jeśli materiał okaże się skuteczny i nietoksyczny, w przyszłości będzie można rozważyć bardziej zaawansowane aplikacje.
Takie podejście wpisuje się w globalne wysiłki na rzecz poszukiwania alternatywnych strategii wobec klasycznych antybiotyków, których skuteczność systematycznie maleje w wyniku narastającej oporności bakterii.
Chemik rozwijający materiały dla ochrony zdrowia
Dr Tapendu Samanta pochodzi z Indii (Kalkuta, Bengal Zachodni). Specjalizuje się w chemii polimerów i materiałach funkcjonalnych, ze szczególnym ukierunkowaniem na zastosowania biomedyczne. Jego zainteresowania naukowe obejmują materiały porowate, systemy światłoczułe oraz wykorzystanie zjawisk optycznych w biologii i medycynie.
– Jako chemik zawsze staram się myśleć o tym, jak materiały funkcjonują w warunkach rzeczywistych, a nie wyłącznie laboratoryjnych – podkreśla. – Moim długofalowym celem jest projektowanie materiałów przeznaczonych do zastosowań biomedycznych, na przykład w diagnostyce lub terapii.
Projekt realizowany jest w Grupie Badawczej Funkcjonalnych Makrocząsteczek i Materiałów Porowatych, zajmującej się projektowaniem i syntezą zaawansowanych materiałów funkcjonalnych, w tym struktur metalowo-organicznych (MOF), klatek metalowo-organicznych (MOC) oraz ich pochodnych.
Celem grupy jest opracowywanie trwałych i przyjaznych dla środowiska materiałów do zastosowań takich jak wychwyt gazów, separacja, kataliza czy detekcja. Badania prowadzone w zespole opierają się na dogłębnym zrozumieniu właściwości materiałów – od oddziaływań molekularnych i funkcjonalności po reaktywność – co umożliwia ich racjonalne projektowanie i dostosowywanie do konkretnych zastosowań.
Projekt dr. Tapendu Samanty naturalnie wpisuje się w ten profil badawczy, łącząc chemię materiałów o charakterze fundamentalnym z jasno określonym potencjałem aplikacyjnym.
