تكنولوجيا النانو الآن - بيان صحفي: الجسيمات الفضية النانوية: ضمان الشاي الآمن المضاد للميكروبات

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > جزيئات الفضة النانوية: ضمان الشاي الآمن المضاد للميكروبات

في بعض الأحيان، قد تؤدي أبسط زيارة للصيدلية إلى نتائج تفاجئ حتى أصحاب الخيال المتطور. أنتج باحثون من IPC PAS جسيمات نانوية تحارب مسببات الأمراض، بما في ذلك البكتيريا المقاومة للأدوية، بشكل أكثر فعالية من بعض المضادات الحيوية. الصورة من صيدلية ليكوتيكا؛ حقوق الصورة: جرزيجورز كرزيزيفسكي

ائتمان
المصدر IPC PAS، جرزيجورز كرزيزيفسكي

Sometimes the simplest visit to the pharmacy can lead to results that surprise even those with a highly developed imagination. Researchers from the IPC PAS have produced nanoparticles that fight pathogens, including drug-resistant bacteria, much more effectively than some antibiotics. Photo courtesy of Lekoteka pharmacy; Image credit: Grzegorz Krzyzewski

CREDIT
المصدر IPC PAS، جرزيجورز كرزيزيفسكي

المستخلص:
في قديم الزمان، كان الناس يعتقدون أنهم لا يقهرون ضد الأمراض البكتيرية، وذلك بفضل المضادات الحيوية. هل هذا يبدو وكأنه قصة خرافية؟ بجميع الطرق! لا شيء يمكن أن يكون أبعد عن الحقيقة. على الرغم من الوصول إلى العلاج بالمضادات الحيوية على نطاق واسع، إلا أن العديد من الأرواح تُزهق بسبب مسببات الأمراض غير المرئية بالعين. إن القدرة على تطوير أدوية يمكنها مكافحة سلالات البكتيريا المقاومة لم تواكب انتشار المقاومة. حتى الآن، هناك طلب كبير على الابتكارات الرامية إلى هزيمة سلالات البكتيريا المقاومة لمضادات الميكروبات. في الآونة الأخيرة، أظهر الباحثون في معهد الكيمياء الفيزيائية التابع للأكاديمية البولندية للعلوم (IPC PAS) جزيئات الشاي الأخضر والفضة النانوية كأداة قوية ضد مسببات الأمراض مثل البكتيريا والخميرة. وكان هدفهم هو تطوير طريقة فعالة لمكافحة البكتيريا التي لا تتأثر بالعوامل المضادة للميكروبات، مثل المضادات الحيوية.

الجسيمات النانوية الفضية: ضمان الشاي الآمن المضاد للميكروبات

وارسو، بولندا | تم النشر في 17 نوفمبر 2023

بعد اكتشاف المضادات الحيوية، حدث تغيير في لعنة البشرية من خلال تسريع تطور الطب وإطالة متوسط العمر المتوقع للإنسان. أدى تنفيذها الناجح إلى التطور السريع للصيدلة، وتوفير المزيد والمزيد من الأدوية ضد العديد من مسببات الأمراض. ومع ذلك، فإن الإفراط في استخدام المضادات الحيوية أدى إلى ظهور مقاومة لهذه المركبات، لتصبح واحدة من أكبر التهديدات الصحية في جميع أنحاء العالم. ونتيجة لذلك، ظهرت مقاومة المضادات الحيوية بشكل أسرع من تطور المضادات الحيوية. إن ظهور أدوية جديدة في الأفق لمكافحة هذه العوامل الممرضة يشكل شرارة قصيرة الأمد. وحتى لو بدا أننا على الطرف الخاسر، فلا تزال هناك فرصة لهزيمة عدو غير مرئي.

تم بحث هذه العقبة من قبل فريق من العلماء من IPC PAS تحت إشراف البروفيسور جان باكزيسني، الذي اقترح تركيبات نانوية جديدة لاستخدامها ضد مسببات الأمراض واسعة الانتشار والصعبة مثل بكتيريا ESKAPE (المكورات المعوية البرازية، المكورات العنقودية الذهبية، الكلبسيلة الرئوية، الراكدة البومانية، Pseudomonas aeruginosa وEnterobacter spp.) وغيرها من مسببات أمراض الخميرة المسببة للمشاكل مثل Candida auris أو Cryptococcus neoformans. هذه الكائنات الحية الدقيقة، التي يتم علاجها بالمضادات الحيوية المتوفرة تجاريًا، تتطور بسرعة إلى مقاومة للمضادات الحيوية. اختار الباحثون ESKAPE كمجموعة مستهدفة لأن هذه مسببات الأمراض تؤدي إلى أمراض خطيرة، من تعفن الدم إلى السرطان. كيف؟ هذا هو المكان الذي تبدأ القصة.

A few months ago, Paczesny’s team decided to try combining silver nanoparticles, which are known for their antimicrobial and antifungal properties, and tea extracts rich in polyphenols additionally possessing antioxidant properties. The concept was built to enhance broad-spectrum efficacy against pathogens using green hybrid silver nanoparticles (AgNPs), which are significantly more effective than all ingredients and even more effective than certain antibiotics. Why are these hybrid particles so special? In their work, three well-known tea varieties: black tea (B-Tea), green tea (G-Tea) and Pu-erh tea (R-Tea) were used as a capping agent, which acts as a stabilizer to protect the synthesized particles from aggregation. In this way, the particles offer a high active surface area compared to other formulations. Additionally, such synthesis is eco-friendly for the use of natural ingredients during precipitation. The structures produced vary in shape and size from 34 to 65 nm, depending on the type of tea used during synthesis, and show different reactivity towards microorganisms.

في البداية، تم استخدام جسيمات الفضة النانوية المنتجة في وجود مستخلصات الشاي (B-TeaNPs وG-TeaNPs وR-TeaNPs) لعلاج السلالات البكتيرية سالبة الجرام (E. coli) وإيجابية الجرام (E. faecium) لاختبار القدرة على مقاومة البكتيريا. تأثير على سلالات ذات أشكال مختلفة من غلاف الخلية. لقد نظروا إلى التفاعلات بين الجسيمات النانوية المصنعة ومسببات الأمراض لتحديد الفعالية، ومقارنة النتائج بالمضادات الحيوية المتاحة تجاريًا. تم بعد ذلك اختبار مسببات الأمراض ESKAPE وفقًا لبروتوكول للتركيز والتركيب الأكثر فعالية للجزيئات، مما كشف عن انخفاض يصل إلى 25% في عدد الخلايا البكتيرية في E. faecium وانخفاض بنسبة 90% في حالة E. cloacae. . ومن المثير للاهتمام أن الجسيمات النانوية الفضية الخضراء أظهرت أيضًا نشاطًا مضادًا للفطريات، مما أدى إلى انخفاض بنسبة 80٪ في عدد الخلايا القابلة للحياة لـ C. auris وحوالي انخفاض بنسبة 90٪ لـ C. neoformans.

يدعي المؤلف الأول، صدى رضا، أن حجم الجسيمات النانوية يرتبط عادةً بالتأثير السام للخلايا للمواد النانوية، حيث تكون الجزيئات الأصغر أكثر سمية للخلايا. وهذا من شأنه أن يفضل التحكم في AgNPs وR-TeaNPs على G-TeaNPs وB-TeaNPs في تجاربنا. ولم يكن هذا هو الحال. في معظم التجارب، أظهرت C-AgNPs وR-TeaNPs أقل فعالية مضادة للميكروبات. وهذا يتماشى مع دراسات أخرى، والتي أظهرت أن الحجم ليس عاملاً أساسيًا يؤثر على النشاط المضاد للميكروبات لـ AgNPs.

إن الخصائص المضادة للبكتيريا والفطريات لجسيمات الفضة النانوية المصنوعة من مستخلصات الشاي أكبر من خصائص جسيمات الفضة النانوية وحدها بسبب محتواها العالي من المركبات الفينولية والإيسوفلافونويدات (وخاصة الكاتيكين مثل إيبيجالوكاتشين (EGC) وإيبيجالوكاتشين جالاتي (EGCG)). ويبدو أن هذه التركيبات، التي تستخدم مستخلصات الشاي النشطة بيولوجيا وكميات صغيرة من جزيئات الفضة النانوية، هي وسيلة محتملة لمكافحة مجموعة من الالتهابات وحتى استبدال المضادات الحيوية في بعض التطبيقات.

"لقد أثبتنا أن جزيئات الفضة النانوية المصنعة مع مستخلصات الشاي لها خصائص مضادة للجراثيم أعلى من جزيئات الفضة النانوية وحدها. ولذلك، يمكن استخدام جرعات أقل من TeaNPs (0.1 ملغ مل −1). لقد أكدنا أنه في بعض الحالات، سمح التأثير التآزري لمستخلصات الشاي والجسيمات النانوية الفضية بفعالية أعلى من فعالية المضادات الحيوية (الأمبيسلين) عند اختبارها بنفس التركيزات (0.1 مجم مل−1) وبعد فترة تعرض قصيرة نسبيًا مدتها ثلاث ساعات. ". - تصريحات ماتيوش فدوياك، المؤلف المشارك لهذا العمل.

ووجد الباحثون أن الجسيمات النانوية الهجينة المضادة للميكروبات أدت إلى انخفاض كبير في البكتيريا مقارنة بالمضادات الحيوية أو المركبات بشكل منفصل. على الرغم من أنه لم يتم قتل جميع البكتيريا، إلا أن هذا يعد تحسنًا كبيرًا يمكن أن يساعد في علاج الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية باستخدام جرعات أقل بكثير من المركبات الأخرى المتوفرة تجاريًا. إن كمية جزيئات الفضة النانوية الهجينة اللازمة للتغلب على البكتيريا أو الالتهابات الفطرية منخفضة للغاية، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة، وبالتالي فإن مفتاح استخدامها بشكل جيد ليس فقط الوظيفة، ولكن أيضًا انخفاض تكلفة التطبيق.

وهو نهج يمكن تكييفه أيضًا لمكافحة الالتهابات البكتيرية الأخرى التي يصعب علاجها. يمكن للجسيمات النانوية الجديدة التي طورها الباحثون في IPC PAS أن تقربنا خطوة واحدة من قتل الجراثيم القاتلة المقاومة للأدوية بشكل فعال، مما يوفر بديلاً للمضادات الحيوية ضد البكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام. وتوضح هذه الدراسة أيضًا مقدار العمل الذي يتعين القيام به في هذا المجال. وكانت المركبات المستخدمة بشكل منفصل أقل فعالية بكثير من الهجين الأخضر.

في المستقبل، الهدف الرئيسي للباحثين هو استخدام الجسيمات النانوية في الحياة اليومية، بدءًا من التطبيقات الزراعية، واستبدال المركبات الضارة المستخدمة في الحقول للتغلب على الإصابة بالنباتات وتقريبنا من الزراعة العضوية. وعلى نطاق أوسع، يمكن أيضًا استخدام المادة المقترحة في التطبيقات الطبية الحيوية، مثل مادة مضافة لضمادات الجروح للحماية من البكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام. ويأملون في استخدام تكنولوجيا النانو لتطوير علاجات أكثر استهدافًا للجراثيم المقاومة للأدوية.

تم نشر عملهم في مجلة Nanoscale Advances وتم تمويله من قبل المركز الوطني للعلوم، بولندا، ضمن منحة SONATA BIS رقم 2017/26/E/ST4/00041 ومؤسسة العلوم البولندية من صندوق التنمية الإقليمية الأوروبي ضمن مشروع POIR. 04.04.00-00-14D6/18-00 "منصات استشعار هجينة للأنظمة الضوئية المتكاملة القائمة على مواد السيراميك والبوليمر (HYPHa)" (برنامج TEAM-NET).

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
المسؤول الإعلامي

مارسين بيرناتيك
معهد الكيمياء الفيزيائية التابع للأكاديمية البولندية للعلوم
المكتب: 22 343
جهة اتصال الخبراء

البروفيسور جان باكزيسني
معهد الكيمياء الفيزيائية التابع للأكاديمية البولندية للعلوم
المكتب: + 48 22 343 2071

حقوق الطبع والنشر © معهد الكيمياء الفيزيائية التابع للأكاديمية البولندية للعلوم

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: