Ένα «τυχερό» … ατύχημα οδήγησε τον ανοσολόγο του πανεπιστημίου Στάνφορντ Paul Bollyky σε κάτι που θα μπορούσε να φέρει «επανάσταση» στη χρήση αντηλιακών. Ο ειδικός στις λοιμώξεις επιστήμονας μελετά βακτηριοφάγους, δηλαδή ιούς που προσβάλλουν μολυσματικά βακτήρια. Μια μέρα, ενώ καθάριζε τις επιφάνειες του εργαστηρίου του με υπεριώδες φως, εξέθεσε σε αυτό κατά λάθος μερικούς βακτηριοφάγους και παρατήρησε πως εκείνοι παρέμειναν αλώβητοι. Μάλιστα, φάνηκε πως το σχήμα τους ήταν αυτό που προστάτεψε το γενετικό τους υλικό από τις υπεριώδεις ακτίνες.
«Αυτό μου θύμισε αντηλιακά που προστατεύουν το δέρμα μας», θυμάται ο Bollyky. «Αναρωτήθηκα, τι θα γινόταν αν αυτοί οι βιοαποικοδομήσιμοι βακτηριοφάγοι μπορούσαν να κάνουν το ίδιο πράγμα, δηλαδή να μας προστατεύουν αλλά χωρίς να βλάπτουν τη ζωή μέσα στους ωκεανούς;».
Χιλιάδες τόνοι αντηλιακών ξεπλένονται στις περιοχές των υφάλων των ΗΠΑ κάθε χρόνο, σύμφωνα με την National Park Service. Οι επιστήμονες γνωρίζουν από καιρό ότι η οξυβενζόνη, μια οργανική ένωση που χρησιμοποιείται ευρέως στα αντηλιακά εξαιτίας της ικανότητάς της να μπλοκάρει τις ακτίνες UV, μπορεί να διαταράξει τον κύκλο ζωής των κοραλλιών. Για αυτό και τα αντηλιακά με συστατικό αυτή την ένωση έχουν απαγορευτεί στις Αμερικανικές Παρθένες Νήσους και τη Χαβάη, στο νησιωτικό έθνος του Παλάου, και στο Bonaire (μέχρι πρότινος τμήμα των Ολλανδικών Αντίλλων), μεταξύ άλλων. Η οξυβενζόνη και άλλα ενεργά συστατικά των αντηλιακών μπορούν να διαπεράσουν τους ιστούς και να συσσωρευτούν στα κύτταρα με τοξικότητα.
Μετά από αυτό ο Bollyky και η ομάδα του εργαστηρίου του επιδόθηκαν στην ανάπτυξη φυσικών βακτηριοφάγων που να προσομοιάζουν με τα νανοσωματίδια των αντηλιακών που εκτρέπουν το υπεριώδες φως. Οι βακτηριοφάγοι μολύνουν μεν βακτήρια αλλά όχι τα ανθρώπινα κύτταρα και είναι άφθονοι στη φύση. Επιπλέον, έχουν εξελίξει δομές και μηχανισμούς που τους επιτρέπουν να απορροφούν ή να εκτρέπουν το υπεριώδες φως.
«Σκεφτήκαμε ότι ίσως θα μπορούσαμε να τους χρησιμοποιήσουμε ως μια νέα μορφή αντηλιακού επειδή είναι τόσο άφθονοι και πλήρως βιοδιασπώμενοι», είπε ο Bollyky. Οι βακτηριοφάγοι χρησιμοποιούνται ήδη σε μια σειρά εφαρμογών ιατρικής και βιοτεχνολογίας, συμπεριλαμβανομένων των μονοκλωνικών αντισωμάτων και της γενετικής έρευνας. «Οπότε δεν είναι πραγματικά τόσο τρελό όσο ακούγεται», πρόσθεσε.
Μετά από εκατοντάδες πειράματα στο Bollyky Lab, η μεταδιδακτορική ερευνήτρια που επικεντρώνεται στον τρόπο χρήσης βακτηριοφάγων ως νανοσωματιδίων, Maryam Hajfathalian, εντόπισε βακτηριοφάγους που είναι ιδιαίτερα ικανοί στην απορρόφηση φωτός σε μήκη κύματος που βλάπτουν το δέρμα. Και τότε ακριβώς ήταν η στιγμή που χτύπησε το τηλέφωνο.
Ήταν η Julie Pourtois , μια μεταπτυχιακή φοιτήτρια βιολογίας που είχε ακούσει για το έργο του Bollyky και ήθελε να μάθει εάν οι βακτηριοφάγοι θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καταπολέμηση ενός συνδρόμου μαρασμού των θαλάσσιων κόλπων που προκαλείται από βακτήρια. Η ίδια μεσολάβησε για να συνομιλήσει ο Bollyky, με τον θαλάσσιο οικολόγο Τζούλιο Ντε Λέο, που εξειδικεύεται στις αλληλεπιδράσεις ξενιστή-παρασίτου και στη βιολογία διατήρησης οικοσυστημάτων.
Το καλοκαίρι του 2023, όλοι μαζί οι ερευνητές πραγματοποίησαν ένα πιλοτικό πείραμα σε έμβρυα μαλακών αχινών (sand dollar) στον Hopkins Marine Station και διαπίστωσαν ότι οι βακτηριοφάγοι που είχε επιλέξει η Hajfathalian για να απορροφούν φως σε βλαβερά για το δέρμα μήκη κύματος, δεν επηρέασαν την εμβρυϊκή ανάπτυξη των αχινών, ενώ τα αντηλιακά του εμπορίου το έκαναν.
Οι ερευνητές έλαβαν αδρανή ιικά καψίδια των βακτηριοφάγων (για να μην είναι μολυσματικοί) που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως ενεργά συστατικά σε αντηλιακά. Αυτοί οι βακτηριοφάγοι είναι βιοδιασπώμενοι και διατίθενται σε αφθονία, ενώ φαίνεται πως κάνουν καλύτερη δουλειά από τα συμβατικά νανοσωματίδια που χρησιμοποιούνται στα αντηλιακά για την προστασία του δέρματος από τις ακτίνες UV, σύμφωνα με αναλύσεις της Hajfathalian και των συνεργατών της.
Η ομάδα έλαβε χρηματοδότηση μέσω του Stanford Woods Institute for the Environment's Realizing Environmental Innovation Program και συνέχισε να διερευνά την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των βακτηριοφάγων ως αντηλιακών. Τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να ανοίξουν το δρόμο για μια νέα γενιά προϊόντων αντηλιακής προστασίας που δεν είναι μόνο αποτελεσματικά στην θωράκιση από τις επιβλαβείς ακτίνες UV αλλά και φιλικά προς το περιβάλλον.
Πέρα από την ανάπτυξη αντηλιακών, οι ερευνητές προβλέπουν ευρύτερες χρήσεις των βακτηριοφάγων σε χρωστικές μελάνης, επικαλύψεις και άλλες εφαρμογές. Η ευελιξία και η ευκολία χειρισμού τους τούς καθιστούν ελκυστικούς υποψήφιους για μια σειρά βιομηχανικών εφαρμογών.
