Nanotechnology Now - Δελτίο Τύπου: Νανοσωματίδια αργύρου: Εγγύηση αντιμικροβιακού ασφαλούς τσαγιού

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Αρχική > Τύπος > Νανοσωματίδια αργύρου: εγγυημένη αντιμικροβιακή ασφάλεια-τσάι

Μερικές φορές η πιο απλή επίσκεψη στο φαρμακείο μπορεί να οδηγήσει σε αποτελέσματα που εκπλήσσουν ακόμη και εκείνους με ιδιαίτερα ανεπτυγμένη φαντασία. Ερευνητές από το IPC PAS έχουν παραγάγει νανοσωματίδια που καταπολεμούν τα παθογόνα, συμπεριλαμβανομένων των ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων, πολύ πιο αποτελεσματικά από ορισμένα αντιβιοτικά. Φωτογραφία ευγενική προσφορά του φαρμακείου Lekoteka. Πηγή εικόνας: Grzegorz Krzyzewski

ΠΙΣΤΩΣΗ
Πηγή IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski

Περίληψη:
Μια φορά κι έναν καιρό, οι άνθρωποι πίστευαν ότι ήταν ανίκητοι έναντι των βακτηριακών ασθενειών, χάρη στα αντιβιοτικά. Αυτό ακούγεται σαν παραμύθι; Με όλα τα μέσα! Τίποτα δεν θα μπορούσε να απέχει περισσότερο από την αλήθεια. Παρά την ευρεία πρόσβαση στην αντιβιοτική θεραπεία, πολλές ζωές χάνονται λόγω αόρατων στο μάτι παθογόνων. Η ικανότητα ανάπτυξης φαρμάκων που μπορούν να καταπολεμήσουν ανθεκτικά στελέχη βακτηρίων δεν συμβαδίζει με την εξάπλωση της αντίστασης. Μέχρι στιγμής, οι καινοτομίες για την καταπολέμηση των ανθεκτικών στα αντιμικροβιακά στελεχών βακτηρίων έχουν μεγάλη ζήτηση. Πρόσφατα, ερευνητές στο Ινστιτούτο Φυσικής Χημείας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών (IPC PAS) κατέδειξαν νανοσωματίδια πράσινου τσαγιού-αργύρου ως ισχυρό εργαλείο ενάντια σε παθογόνα όπως βακτήρια και ζυμομύκητες. Στόχος τους ήταν να αναπτύξουν μια αποτελεσματική μέθοδο για την καταπολέμηση των βακτηρίων που κατά τα άλλα δεν επηρεάζονται από αντιμικροβιακούς παράγοντες, όπως τα αντιβιοτικά.

Νανοσωματίδια αργύρου: εγγυημένη αντιμικροβιακή ασφάλεια-τσάι

Βαρσοβία, Πολωνία | Δημοσιεύτηκε στις 17 Νοεμβρίου 2023

Μετά την ανακάλυψη των αντιβιοτικών, υπήρξε μια αλλαγή στην κατάρα της ανθρωπότητας επιταχύνοντας την ανάπτυξη της ιατρικής και επεκτείνοντας το προσδόκιμο ζωής του ανθρώπου. Η επιτυχής εφαρμογή τους οδήγησε στη ραγδαία ανάπτυξη του φαρμακείου, παρέχοντας όλο και περισσότερα φάρμακα κατά πολλών παθογόνων. Ωστόσο, η υπερβολική χρήση αντιβιοτικών έχει οδηγήσει στην εμφάνιση ανθεκτικότητας σε αυτές τις ενώσεις, καθιστώντας μια από τις μεγαλύτερες απειλές για την υγεία παγκοσμίως. Ως αποτέλεσμα, η αντοχή στα αντιβιοτικά έχει εμφανιστεί ταχύτερα από την πρόοδο των αντιβιοτικών. Η εμφάνιση νέων φαρμάκων στον ορίζοντα για την καταπολέμηση αυτών των παθογόνων είναι μια σπίθα μικρής διάρκειας. Ακόμα κι αν φαινόμαστε ότι είμαστε στο χαμένο άκρο, υπάρχει ακόμα μια ευκαιρία να νικήσουμε έναν αόρατο εχθρό.

Αυτό το πρόβλημα ερευνήθηκε από την ομάδα επιστημόνων του IPC PAS υπό την επίβλεψη του καθηγητή Jan Paczesny, ο οποίος πρότεινε νέα νανοσκευάσματα για χρήση ενάντια σε ευρέως διαδεδομένα και δύσκολα παθογόνα όπως τα βακτήρια ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumonianie, baconiae, Pseudomonas aeruginosa και Enterobacter spp.) και άλλα προβληματικά παθογόνα ζυμομύκητα όπως Candida auris ή Cryptococcus neoformans. Αυτοί οι μικροοργανισμοί, που αντιμετωπίζονται με εμπορικά διαθέσιμα αντιβιοτικά, αναπτύσσουν γρήγορα ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά. Οι ερευνητές επέλεξαν το ESKAPE ως ομάδα-στόχο, καθώς αυτά τα παθογόνα οδηγούν σε σοβαρές ασθένειες, από σήψη έως και καρκίνο. Πως? Εδώ αρχίζει η ιστορία.

Πριν από λίγους μήνες, η ομάδα του Paczesny αποφάσισε να δοκιμάσει να συνδυάσει νανοσωματίδια αργύρου, τα οποία είναι γνωστά για τις αντιμικροβιακές και αντιμυκητιακές τους ιδιότητες, και εκχυλίσματα τσαγιού πλούσια σε πολυφαινόλες που διαθέτουν επιπλέον αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Η ιδέα δημιουργήθηκε για να ενισχύσει την αποτελεσματικότητα ευρέως φάσματος έναντι παθογόνων μικροοργανισμών χρησιμοποιώντας πράσινα υβριδικά νανοσωματίδια αργύρου (AgNPs), τα οποία είναι σημαντικά πιο αποτελεσματικά από όλα τα συστατικά και ακόμη πιο αποτελεσματικά από ορισμένα αντιβιοτικά. Γιατί αυτά τα υβριδικά σωματίδια είναι τόσο ιδιαίτερα; Στην εργασία τους, τρεις γνωστές ποικιλίες τσαγιού: το μαύρο τσάι (B-Tea), το πράσινο τσάι (G-Tea) και το τσάι Pu-erh (R-Tea) χρησιμοποιήθηκαν ως κάλυμμα, το οποίο δρα ως σταθεροποιητής για την προστασία. τα συντιθέμενα σωματίδια από τη συσσωμάτωση. Με αυτόν τον τρόπο, τα σωματίδια προσφέρουν υψηλή ενεργό επιφάνεια σε σύγκριση με άλλα σκευάσματα. Επιπλέον, μια τέτοια σύνθεση είναι φιλική προς το περιβάλλον για τη χρήση φυσικών συστατικών κατά τη διάρκεια της βροχόπτωσης. Οι δομές που παράγονται ποικίλλουν σε σχήμα και μέγεθος από 34 έως 65 nm, ανάλογα με τον τύπο του τσαγιού που χρησιμοποιείται κατά τη σύνθεση, και παρουσιάζουν διαφορετική αντιδραστικότητα προς τους μικροοργανισμούς.

Αρχικά, νανοσωματίδια αργύρου που παράγονται παρουσία εκχυλισμάτων τσαγιού (B-TeaNPs, G-TeaNPs και R-TeaNPs) χρησιμοποιήθηκαν για τη θεραπεία στελεχών βακτηρίων αρνητικών κατά Gram (E. coli) και θετικών κατά Gram (E. faecium) για τον έλεγχο της επίδραση σε στελέχη με διαφορετικές μορφολογίες κυτταρικού φακέλου. Εξέτασαν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των παραγόμενων νανοσωματιδίων και των παθογόνων για να προσδιορίσουν την αποτελεσματικότητα, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με αντιβιοτικά που διατίθενται στο εμπόριο. Τα παθογόνα ESKAPE στη συνέχεια δοκιμάστηκαν σύμφωνα με ένα πρωτόκολλο για την πιο αποτελεσματική συγκέντρωση και σύνθεση των σωματιδίων, αποκαλύπτοντας έως και 25% μείωση στον αριθμό των βακτηριακών κυττάρων στο E. faecium και μείωση 90% στην περίπτωση του E. cloacae . Είναι ενδιαφέρον ότι τα πράσινα νανοσωματίδια αργύρου εμφάνισαν επίσης αντιμυκητιακή δράση, οδηγώντας σε μείωση κατά 80% στον αριθμό των βιώσιμων κυττάρων του C. auris και σε μείωση περίπου 90% για το C. neoformans.

Ο πρώτος συγγραφέας, ο Sada Raza ισχυρίζεται «Επιπλέον, το μέγεθος των νανοσωματιδίων συνήθως σχετίζεται με την κυτταροτοξική επίδραση των νανοϋλικών, με τα μικρότερα σωματίδια να είναι πιο κυτταροτοξικά. Αυτό θα ευνοήσει τα AgNPs και R-TeaNPs ελέγχου έναντι των G-TeaNPs και B-TeaNPs στα πειράματά μας. Αυτή δεν ήταν η περίπτωση. Στα περισσότερα πειράματα, τα C-AgNPs και R-TeaNPs έδειξαν τη χαμηλότερη αντιμικροβιακή αποτελεσματικότητα. Αυτό είναι σύμφωνο με άλλες μελέτες, οι οποίες απέδειξαν ότι το μέγεθος δεν είναι πρωταρχικός παράγοντας που επηρεάζει την αντιμικροβιακή δράση των AgNPs».

Οι αντιβακτηριδιακές και αντιμυκητιακές ιδιότητες των νανοσωματιδίων αργύρου που παρασκευάζονται με εκχυλίσματα τσαγιού είναι μεγαλύτερες από αυτές των νανοσωματιδίων αργύρου μόνο λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε φαινολικές ενώσεις, ισοφλαβονοειδή (ειδικά κατεχίνες όπως η επιγαλλοκατεχίνη (EGC) και η επιγαλλοκατεχίνη (EGCG). Αυτοί οι συνδυασμοί, χρησιμοποιώντας βιολογικά ενεργά εκχυλίσματα τσαγιού και μικρότερες ποσότητες νανοσωματιδίων αργύρου, φαίνεται να είναι ένας πιθανός τρόπος για την καταπολέμηση μιας σειράς λοιμώξεων και ακόμη και την αντικατάσταση των αντιβιοτικών σε ορισμένες εφαρμογές.

«Διαπιστώσαμε ότι τα νανοσωματίδια αργύρου που συντίθενται με εκχυλίσματα τσαγιού έχουν υψηλότερες αντιβακτηριακές ιδιότητες από τα νανοσωματίδια αργύρου μόνο. Επομένως, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν χαμηλότερες δόσεις TeaNPs (0.1 mg mL−1). Επιβεβαιώσαμε ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, η συνεργική δράση των εκχυλισμάτων τσαγιού και των νανοσωματιδίων αργύρου επέτρεψε αποτελεσματικότητα υψηλότερη από αυτή των αντιβιοτικών (αμπικιλλίνη) όταν δοκιμάστηκε στις ίδιες συγκεντρώσεις (0.1 mg mL−1) και μετά από σχετικά σύντομο χρόνο έκθεσης τριών ωρών .» – παρατηρεί ο Mateusz Wdowiak, συν-συγγραφέας αυτού του έργου.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα αντιμικροβιακά υβριδικά νανοσωματίδια είχαν ως αποτέλεσμα σημαντική μείωση των βακτηρίων σε σύγκριση με τα αντιβιοτικά ή τις ενώσεις ξεχωριστά. Αν και δεν σκοτώθηκαν όλα τα βακτήρια, αυτή είναι μια σημαντική βελτίωση που θα μπορούσε να βοηθήσει στη θεραπεία των υπερμικροβίων χρησιμοποιώντας πολύ χαμηλότερες δόσεις από άλλες εμπορικά διαθέσιμες ενώσεις. Η ποσότητα των υβριδικών νανοσωματιδίων αργύρου που απαιτούνται για την αντιμετώπιση βακτηρίων ή μυκητιασικών λοιμώξεων είναι εξαιρετικά χαμηλή, καθιστώντας τα οικονομικά αποδοτικά, επομένως το κλειδί για την καλή χρήση τους δεν είναι μόνο η λειτουργικότητα, αλλά και το χαμηλό κόστος εφαρμογής.

Είναι μια προσέγγιση που μπορεί επίσης να προσαρμοστεί για την καταπολέμηση άλλων δύσκολα θεραπεύσιμων βακτηριακών λοιμώξεων. Τα νέα νανοσωματίδια που αναπτύχθηκαν από ερευνητές στο IPC PAS θα μπορούσαν να μας φέρουν ένα βήμα πιο κοντά στην αποτελεσματική εξόντωση των θανατηφόρων ανθεκτικών στα φάρμακα υπερμικροβίων, παρέχοντας μια εναλλακτική λύση στα αντιβιοτικά έναντι των Gram-αρνητικών και Gram-θετικών βακτηρίων. Αυτή η μελέτη δείχνει επίσης πόσο περισσότερη δουλειά πρέπει να γίνει σε αυτόν τον τομέα. Οι ενώσεις που χρησιμοποιήθηκαν χωριστά ήταν πολύ λιγότερο αποτελεσματικές από το πράσινο υβρίδιο.

Στο μέλλον, ο κύριος στόχος των ερευνητών είναι να χρησιμοποιούν νανοσωματίδια στην καθημερινή ζωή, ξεκινώντας από τις γεωργικές εφαρμογές, αντικαθιστώντας τις επιβλαβείς ενώσεις που χρησιμοποιούνται στα χωράφια για να ξεπεράσουμε τις προσβολές στα φυτά και να μας φέρουν πιο κοντά στη βιολογική γεωργία. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, το προτεινόμενο υλικό θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε βιοϊατρικές εφαρμογές, όπως ένα πρόσθετο για επιδέσμους τραυμάτων για προστασία από αρνητικά κατά Gram και θετικά κατά Gram βακτήρια. Ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τη νανοτεχνολογία για να αναπτύξουν πιο στοχευμένες θεραπείες για ανθεκτικά στα φάρμακα υπερβακτηρίδια.

Η εργασία τους δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nanoscale Advances και χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Κέντρο Επιστημών της Πολωνίας, στο πλαίσιο της επιχορήγησης SONATA BIS με αριθμό 2017/26/E/ST4/00041 και το Ίδρυμα για την Πολωνική Επιστήμη από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης στο πλαίσιο του έργου POIR. 04.04.00-00-14D6/18-00 «Υβριδικές πλατφόρμες αισθητήρων για ολοκληρωμένα φωτονικά συστήματα βασισμένα σε κεραμικά και πολυμερή υλικά (HYPHa)» (πρόγραμμα TEAM-NET).

####

Για περισσότερες πληροφορίες, πατήστε εδώ

Επαφές:
Media Επικοινωνία

Μάρσιν Μπερνάτεκ
Ινστιτούτο Φυσικοχημείας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών
Γραφείο: 22 343 2000
Επικοινωνία ειδικού

Καθ. Jan Paczesny
Ινστιτούτο Φυσικοχημείας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών
Γραφείο: +48 22 343 2071

Πνευματικά δικαιώματα © Ινστιτούτο Φυσικοχημείας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών

Εάν έχετε ένα σχόλιο, παρακαλώ Επικοινωνία και εμείς με χαρά θα σας εξυπηρετήσουμε.

Οι εκδότες δελτίων ειδήσεων, όχι η 7th Wave, Inc. ή η Nanotechnology Now, είναι αποκλειστικά υπεύθυνες για την ακρίβεια του περιεχομένου.

Bookmark: