Loading ...Исследователи из Института физической химии Польской академии наук (IPC PAS) продемонстрировали, что наночастицы зеленого чая и серебра являются мощным средством против таких патогенов, как бактерии и дрожжи. Их работа опубликована в журнале Nanoscale Advances.
Их целью было разработать эффективный метод борьбы с бактериями, на которые в противном случае не действуют противомикробные средства, такие как антибиотики.
Чрезмерное использование антибиотиков привело к появлению устойчивости к этим соединениям, что стало одной из крупнейших угроз здоровью во всем мире.
В результате устойчивость к антибиотикам возникла быстрее, чем развитие антибиотиков. Этот феномен исследовала группа ученых из IPC PAS под руководством профессора Яна Пачесного, который предложил новые наноформулы для использования против широко распространенных и сложных патогенов, таких как ESKAPE. бактерии (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter spp.) и другие проблемные дрожжевые патогены, такие как Candida auris или Cryptococcus neoformans.
Эти микроорганизмы, обработанные коммерчески доступными антибиотиками, быстро развивают устойчивость к антибиотикам. Исследователи выбрали ESKAPE в качестве целевой группы, поскольку эти патогены приводят к серьезным заболеваниям, от сепсиса до даже рака.
Несколько месяцев назад команда Пачесного решила попробовать объединить наночастицы серебра , известные своими антимикробными и противогрибковыми свойствами, и экстракты чая, богатые полифенолами, обладающими антиоксидантными свойствами. Концепция была создана для повышения эффективности широкого спектра действия против патогенов с использованием зеленых гибридных наночастиц серебра (AgNP), которые значительно более эффективны, чем все ингредиенты, и даже более эффективны, чем некоторые антибиотики.
Почему эти гибридные частицы такие особенные? В своей работе в качестве укупоривающего агента, выполняющего роль стабилизатора для защиты, использовались три известных сорта чая: черный чай (B-Tea), зеленый чай (G-Tea) и чай Пуэр (R-Tea). синтезированные частицы из агрегации. Таким образом, частицы имеют большую активную площадь поверхности по сравнению с другими составами. Кроме того, такой синтез является экологичным за счет использования натуральных ингредиентов при осаждении.
Полученные структуры различаются по форме и размеру от 34 до 65 нм, в зависимости от типа чая, использованного при синтезе, и проявляют различную реакционную способность по отношению к микроорганизмам.
Первоначально наночастицы серебра, полученные в присутствии экстрактов чая (B-TeaNP, G-TeaNP и R-TeaNP), использовались для лечения грамотрицательных (E. coli) и грамположительных (E. faecium) бактериальных штаммов с целью тестирования влияние на штаммы с различной морфологией клеточной оболочки. Они изучили взаимодействие между изготовленными наночастицами и патогенами, чтобы определить эффективность, сравнив результаты с коммерчески доступными антибиотиками.
Затем возбудители ESKAPE были протестированы по протоколу на наиболее эффективную концентрацию и состав частиц, выявив снижение количества бактериальных клеток до 25% у E. faecium и до 90% в случае E. cloacae. . Интересно, что зеленые наночастицы серебра также проявили противогрибковую активность, что привело к снижению количества жизнеспособных клеток C. auris на 80% и к снижению примерно на 90% у C. neoformans.
Сада Раза, первый автор исследования, утверждает: «Более того, размер наночастиц обычно связан с цитотоксическим эффектом наноматериалов, при этом более мелкие частицы являются более цитотоксичными. Это должно способствовать контролю AgNP и R-TeaNP, а не G-TeaNP и B-TeaNP в наших экспериментах. Это было не так. В большинстве экспериментов C-AgNP и R-TeaNP показали самую низкую антимикробную эффективность. Это согласуется с другими исследованиями, которые продемонстрировали, что размер не является основным фактором, влияющим на антимикробную эффективность. активность AgNP».
Антибактериальные и противогрибковые свойства наночастиц серебра, изготовленных из экстракта чая, выше, чем у наночастиц серебра отдельно, благодаря высокому содержанию фенольных соединений, изофлавоноидов (особенно катехинов, таких как эпигаллокатехин (EGC) и эпигаллокатехин галлат (EGCG)). Эти комбинации с использованием биологически активных экстрактов чая и небольших количеств наночастиц серебра кажутся потенциальным способом борьбы с рядом инфекций и даже заменой антибиотиков в некоторых случаях.
«Мы установили, что наночастицы серебра, синтезированные с экстрактами чая, обладают более высокими антибактериальными свойствами, чем наночастицы серебра сами по себе. Поэтому можно использовать более низкие дозировки TeaNP (0,1 мг/мл ) . Мы подтвердили, что в некоторых случаях синергетический эффект чайных экстрактов и Наночастицы серебра позволили добиться более высокой эффективности, чем антибиотики (ампициллин), при тестировании в тех же концентрациях (0,1 мг/мл ) и после относительно короткого времени воздействия — три часа», — говорит Матеуш Вдовяк, соавтор этой работы.
Исследователи обнаружили, что антимикробные гибридные наночастицы привели к значительному сокращению количества бактерий по сравнению с антибиотиками или соединениями по отдельности. Хотя не все бактерии были убиты, это значительное улучшение, которое может помочь в лечении супербактерий с использованием гораздо меньших доз, чем другие коммерчески доступные соединения.
Количество гибридных наночастиц серебра, необходимое для борьбы с бактериями или грибковыми инфекциями, чрезвычайно мало, что делает их экономически эффективными, поэтому ключом к их эффективному использованию является не только функциональность, но и низкая стоимость применения.
Этот подход также можно адаптировать для борьбы с другими трудноизлечимыми бактериальными инфекциями. Новые наночастицы, разработанные исследователями из IPC PAS, могут приблизить нас на один шаг к эффективному уничтожению смертоносных, устойчивых к лекарствам супербактерий, предоставив альтернативу антибиотикам против грамотрицательных и грамположительных бактерий. Это исследование также показывает, сколько еще работы предстоит сделать в этой области. Соединения, используемые отдельно, были гораздо менее эффективны, чем зеленый гибрид.
В будущем главная цель исследователей — использовать наночастицы в повседневной жизни, начиная с сельскохозяйственных применений. В более широком масштабе предлагаемый материал также может быть использован в биомедицинских целях, например, в качестве добавки к раневым повязкам для защиты от грамотрицательных и грамположительных бактерий. Они также надеются использовать нанотехнологии для разработки более целенаправленных методов лечения устойчивых к лекарствам супербактерий.
Новости партнеров:
Вам могло бы понравиться:
173
