Typickým obranným manévrom pytónov kráľovských je zvinúť sa do klbka a ukryť hlavu. Ich šupiny však ukrývajú aj ďalší, oveľa nenápadnejší spôsob obrany: mikroskopické ostne, ktoré bránia množeniu baktérií. Objav, o ktorom odborníci 11. marca informovali na stránkach časopisu ACS Omega, by mohol inšpirovať vývoj antimikrobiálnych materiálov, ktoré namiesto chemickej ochrany využívajú mechanické pôsobenie. „Mechanické metódy by sme mohli používať spolu s antibiotikami,“ hovorí Andrew Parnell, fyzik polymérov zo Sheffieldskej univerzity, ktorý sa na výskume nepodieľal. „Takýmto kombinovaným prístupom by sme mohli opäť začať využívať niektoré staršie antibiotiká.“
Mikroštruktúry sa v prírode vyskytujú všade. Vtáčiemu periu dodávajú žiarivé farby. Drobné výstupky na póre, lotosových listoch a lupienkoch ruží pomáhajú rastlinám odvádzať vodu. Mikroskopické rebrovanie na žraločích šupinách znižuje odpor prostredia. Vedci skúmajú aj to, ako môžu vláskovité štruktúry na koži gekónov a krídlach cikád brániť usádzaniu baktérií. Hoci sa už mikroštruktúra hadej kože skúmala z hľadiska sfarbenia a vplyvu na pohyb, jej možnej ochrannej funkcii proti baktériám sa dosiaľ venovalo málo pozornosti.
Václav Peroutka z Vysokej školy chemicko-technologickej v Prahe a výskumná skupina pod jeho vedením podrobne preskúmali šupiny pytóna kráľovského (Python regius), ktorých povrch pokrýva hustá mriežka mikroskopických ostňov. Každý osteň je dlhý približne 9 mikrometrov, čo zhruba zodpovedá veľkosti jednej bunky. Vedci predpokladali, že ostne môžu brániť vzniku biofilmov. Tie sa tvoria vtedy, keď mikrobiálne spoločenstvá vylučujú ochranné vrstvy slizu, ktoré im pomáhajú priľnúť k povrchom. Biofilmy zadržiavajú živiny a bránia prenikaniu antibakteriálnych látok. Zároveň mikróbom umožňujú vymieňať si gény vrátane úsekov DNA, ktoré zabezpečujú odolnosť proti antibiotikám. Baktérie v biofilme môžu byť až 1 000-krát odolnejšie než tie, ktoré žijú voľne.
Vedci použili zvlečenú hadiu kožu zozbieranú v plzenskej zoologickej záhrade. Jednotlivé šupiny pripevnili na ihly a inkubovali ich v živnom médiu bohatom na živiny s jedným z dvoch druhov baktérií – Escherichia coli alebo Staphylococcus aureus. Po 48 hodinách pokrývali kontrolné vzorky z polystyrénu hrubé, vyzreté biofilmy. Hadie šupiny však mikróbom odolávali oveľa lepšie: priľnavosť baktérií E. coli bola o 88 % nižšia a baktérií S. aureus o 78 % nižšia. Pod mikroskopom bolo vidieť, že baktérie sa na povrchu šupín usádzali len zriedka a úkryt nachádzali nanajvýš medzi ostňami.
Vedci navrhujú niekoľko možných mechanizmov, ktorými by ostne mohli brániť tvorbe biofilmov. Výstupky môžu zmenšovať plochu, s ktorou baktérie prichádzajú do kontaktu, alebo nútiť mikróby do geometricky nestabilných usporiadaní. Podľa vedcov je tiež možné, že špičky fyzicky poškodzujú bunkové membrány baktérií alebo nejakým spôsobom obmedzujú ich schopnosť vylučovať látky tvoriace biofilm.
Parnell by uvítal ďalší výskum, ktorý by odhalil presný mechanizmus účinku. Pochopenie konkrétnych procesov je totiž kľúčové na to, aby sa riešenia inšpirované prírodou dali pretaviť do praktických výrobkov a optimalizovať, hovorí aj Gregory Watson, výskumník v oblasti biomimetiky a nanotechnológií z Univerzity Sunshine Coast. Aby sa však antimikrobiálne výrobky s podobnou mikroštruktúrou vôbec mohli rozšíriť, musí túto zmenu prístupu prijať aj verejnosť, upozorňuje Parnell. „Ak prejdeme na systém, v ktorom nepoužívame chemikálie, musíme prijať, že účinnosť ničenia baktérií bude oveľa nižšia. Zároveň to však prináša veľkú výhodu: takéto riešenia môžeme používať na oveľa viacerých miestach,“ hovorí vedec.
