Ketika resistensi antibiotik meningkat, para peneliti beralih ke strategi antimikroba yang inovatif dan berkelanjutan. Sebuah studi baru mengungkapkan bahwa nanopartikel seng oksida (ZnONPs) yang dibuat dari ekstrak tumbuhan gurun menunjukkan aktivitas antimikroba spektrum luas terhadap bakteri, ragi, dan jamur dalam uji laboratorium. Pendekatan sintesis “hijau” ini, menggunakan flora gurun yang tersedia, menawarkan alternatif yang berpotensi ramah lingkungan dibandingkan metode produksi nanopartikel konvensional.
Memanfaatkan Ketahanan Gurun
Penelitian yang dipublikasikan di Biomolecules and Biomedicine ini berfokus pada empat spesies tanaman asli lingkungan gersang Tunisia: Thymelaea hirsuta, Aloe vera, Retama monosperma, dan Peganumharmala. Tanaman ini, sering diabaikan atau bahkan dianggap invasif, memiliki profil fitokimia yang kaya yang berkontribusi terhadap stabilitas nanopartikel dan potensi antimikroba. Para peneliti menemukan bahwa mengubah tanaman ini menjadi partikel seng oksida berskala nano menghasilkan agen antimikroba yang sangat efektif.
Mengapa Ini Penting: Sintesis nanopartikel konvensional memerlukan banyak energi, mahal, dan merusak lingkungan. Sintesis hijau menawarkan cara yang lebih berkelanjutan, menggunakan ekstrak tumbuhan sebagai zat pereduksi dan penstabil alami, menghindari bahan kimia beracun dan sering kali menghasilkan partikel yang lebih seragam. Pendekatan ini memanfaatkan sumber daya yang kurang dimanfaatkan sekaligus mengatasi kekhawatiran yang semakin meningkat mengenai dampak lingkungan.
Proses Sintesis Hijau
Prosesnya melibatkan ekstraksi larutan air dari bahan tanaman yang dikeringkan dan digiling, kemudian mencampurkannya dengan seng asetat di bawah pemanasan terkendali. Reaksi sederhana ini menghasilkan ZnONP yang diidentifikasi secara unik berdasarkan sumber tanamannya. Nanopartikel yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi ukuran, kimia permukaan, dan aktivitas antimikroba.
Temuan Utama: Senyawa turunan tumbuhan yang melapisi nanopartikel, termasuk asam fenolik dan flavonoid, tidak hanya menstabilkan partikel tetapi juga kemungkinan berkontribusi terhadap efek biologisnya. Fitokimia tampaknya memainkan peran ganda: mendorong pembentukan nanopartikel seng oksida dan meningkatkan sifat antimikroba.
Aktivitas Antimikroba Spektrum Luas
ZnONP nabati menunjukkan efek penghambatan yang signifikan terhadap sejumlah mikroba yang relevan secara klinis, termasuk bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, ragi Candida, dan jamur Aspergillus.
- Bakteri: Nanopartikel yang berasal dari lidah buaya menghasilkan zona penghambatan terbesar terhadap bakteri Gram positif tertentu, sementara nanopartikel dari tanaman lain juga menekan pertumbuhan, khususnya Staphylococcus aureus dan Micrococcus luteus.
- Ragi: Lidah buaya ZnONP menghambat semua spesies Candida yang diuji, dan Peganumharmala ZnONP menunjukkan aktivitas yang kuat melawan Cryptococcus neoformans.
- Jamur berserabut: ZnONP dari Peganumharmala dan Aloe vera sangat efektif melawan spesies Aspergillus, termasuk A. fumigatus, penyebab utama penyakit jamur invasif.
Khususnya, ekstrak tumbuhan dan seng asetat saja menunjukkan efek antimikroba yang lemah atau dapat diabaikan, menunjukkan bahwa transformasi skala nano secara signifikan meningkatkan potensi.
Wawasan Komputasi tentang Mekanisme
Untuk mengeksplorasi mekanisme potensial, para peneliti menggunakan docking molekuler untuk memodelkan bagaimana senyawa yang berasal dari tumbuhan dapat berinteraksi dengan target protein mikroba. Beberapa fitokimia menunjukkan prediksi pengikatan yang kuat terhadap enzim bakteri dan jamur, membentuk banyak ikatan hidrogen di dalam kantong situs aktif. Senyawa-senyawa ini juga menunjukkan kemiripan dengan obat dan profil bioavailabilitas yang baik, sehingga menunjukkan bahwa senyawa-senyawa tersebut dapat diakses secara kimia untuk sintesis.
Implikasi: Meskipun validasi eksperimental masih diperlukan, temuan ini mendukung gagasan bahwa inti seng oksida dan molekul permukaan yang berasal dari tumbuhan berkontribusi terhadap efek antimikroba yang diamati. Senyawa tersebut tampaknya melibatkan target mikroba utama, sehingga berpotensi mengganggu fungsi penting.
Petunjuk dan Perhatian di Masa Depan
Studi ini menyoroti beberapa keunggulan ZnONP nabati: produksi berkelanjutan, aktivitas spektrum luas, dan peluang untuk menyesuaikan stabilitas dan aktivitas biologis. Namun, penelitian lebih lanjut sangat penting.
Bidang Utama untuk Studi Masa Depan:
- Mengoptimalkan ukuran dan keseragaman nanopartikel.
- Mengevaluasi stabilitas jangka panjang.
- Menilai keamanan, termasuk sitotoksisitas terhadap sel manusia dan dampak lingkungan.
- Melakukan studi in vivo dan mengembangkan formulasi dunia nyata.
Bahkan dengan peringatan ini, hasil ini memberikan landasan untuk mengeksplorasi nanopartikel seng oksida yang disintesis secara ramah lingkungan sebagai bagian dari perangkat yang lebih luas dalam melawan infeksi mikroba, khususnya di era meningkatnya resistensi antimikroba dan meningkatnya permintaan akan teknologi berkelanjutan.
