Nanoteknologia nyt - Lehdistötiedote: Hopeananohiukkaset: Antimikrobinen turvallinen tee

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Koti > lehdistö > Hopean nanohiukkaset: takaavat antimikrobisen turvallisen teen

Joskus yksinkertaisinkin apteekkikäynti voi johtaa tuloksiin, jotka yllättävät myös kehittyneen mielikuvituksen omaavat. IPC PAS:n tutkijat ovat tuottaneet nanopartikkeleita, jotka taistelevat patogeenejä, mukaan lukien lääkeresistenttejä bakteereja, vastaan paljon tehokkaammin kuin jotkut antibiootit. Kuva: Lekotekan apteekki; Kuvan luotto: Grzegorz Krzyzewski

LUOTTO
Lähde IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski

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

LUOTTO
Lähde IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski

Tiivistelmä:
Aikoinaan ihmisten uskottiin olevan voittamattomia bakteerisairauksia vastaan antibioottien ansiosta. Kuulostaako tämä sadulta? Kaikin keinoin! Mikään ei voisi olla kauempana totuudesta. Huolimatta laajasta antibioottihoidon saatavuudesta, monia ihmishenkiä menetetään silmälle näkymättömien patogeenien vuoksi. Kyky kehittää lääkkeitä, jotka voivat torjua resistenttejä bakteerikantoja, ei ole pysynyt resistenssin leviämisen tahdissa. Toistaiseksi innovaatiot mikrobien vastustuskykyisten bakteerikantojen kukistamiseksi ovat erittäin kysyttyjä. Äskettäin Puolan tiedeakatemian fysikaalisen kemian instituutin (IPC PAS) tutkijat osoittivat vihreän teen ja hopean nanopartikkelit tehokkaana työkaluna taudinaiheuttajia, kuten bakteereita ja hiivaa, vastaan. Heidän tavoitteenaan oli kehittää tehokas menetelmä torjua bakteereita, joihin mikrobilääkkeet, kuten antibiootit, eivät muuten vaikuta.

Hopeananohiukkaset: takaavat antimikrobisen turvallisen teen

Varsova, Puola | Julkaistu 17. marraskuuta 2023

Antibioottien keksimisen jälkeen tapahtui muutos ihmiskunnan kiroukseen nopeuttamalla lääketieteen kehitystä ja pidentämällä ihmisten elinikää. Niiden onnistunut toteutus johti apteekin nopeaan kehitykseen, tarjoten yhä enemmän lääkkeitä monia taudinaiheuttajia vastaan. Antibioottien liiallinen käyttö on kuitenkin johtanut resistenssin syntymiseen näille yhdisteille, ja siitä on tullut yksi suurimmista terveysuhkista maailmanlaajuisesti. Tämän seurauksena antibioottiresistenssi on syntynyt nopeammin kuin antibioottien edistyminen. Uusien lääkkeiden ilmaantuminen näiden patogeenien torjuntaan on lyhytaikainen kipinä. Vaikka näytämme olevan häviämässä, on silti mahdollisuus voittaa näkymätön vihollinen.

Tätä kytkintä tutki IPC PAS:n tutkijaryhmä professori Jan Paczesnyn valvonnassa. Hän ehdotti uusia nanoformulaatioita käytettäväksi laajalle levinneitä ja haastavia taudinaiheuttajia, kuten ESKAPE-bakteereja (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter, baumannii) vastaan. Pseudomonas aeruginosa ja Enterobacter spp.) ja muut ongelmalliset hiivapatogeenit, kuten Candida auris tai Cryptococcus neoformans. Nämä mikro-organismit, joita hoidetaan kaupallisesti saatavilla antibiooteilla, kehittävät nopeasti antibioottiresistenssin. Tutkijat valitsivat ESKAPEn kohderyhmäksi, koska nämä patogeenit johtavat vakaviin sairauksiin sepsiksestä jopa syöpään. Miten? Tästä tarina alkaa.

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.

Alun perin teeuutteiden (B-TeaNP:t, G-TeaNP:t ja R-TeaNP:t) läsnäollessa tuotettuja hopeananopartikkeleita käytettiin gramnegatiivisten (E. coli) ja grampositiivisten (E. faecium) bakteerikantojen hoitoon. vaikutus kannoihin, joilla on erilainen soluvaippamorfologia. He tarkastelivat valmistettujen nanopartikkelien ja patogeenien välisiä vuorovaikutuksia tehokkuuden määrittämiseksi vertaamalla tuloksia kaupallisesti saatavilla oleviin antibiootteihin. ESKAPE-patogeenit testattiin sitten protokollan mukaisesti hiukkasten tehokkaimman pitoisuuden ja koostumuksen suhteen, mikä paljasti jopa 25 %:n laskun bakteerisolujen määrässä E. faeciumissa ja 90 %:n laskun E. cloacaen tapauksessa. . Mielenkiintoista on, että vihreät hopeananopartikkelit osoittivat myös antifungaalista aktiivisuutta, mikä johti 80 prosentin laskuun C. auriksen elävien solujen määrässä ja noin 90 prosentin laskuun C. neoformansissa.

Ensimmäinen kirjoittaja, Sada Raza, väittää: "Lisäksi nanopartikkelien koko liittyy yleensä nanomateriaalien sytotoksiseen vaikutukseen, ja pienemmät hiukkaset ovat sytotoksisempia. Tämän pitäisi suosia kontrolli-AgNP:itä ja R-TeaNP:itä G-TeaNP:iden ja B-TeaNP:iden sijaan kokeissamme. Näin ei ollut. Useimmissa kokeissa C-AgNP:t ja R-TeaNP:t osoittivat alhaisinta antimikrobista tehoa. Tämä on linjassa muiden tutkimusten kanssa, jotka osoittivat, että koko ei ole ensisijainen tekijä, joka vaikuttaa AgNP:iden antimikrobiseen aktiivisuuteen.

Teeuutteilla valmistettujen hopeananohiukkasten antibakteeriset ja antifungaaliset ominaisuudet ovat paremmat kuin pelkillä hopeananohiukkasilla, koska niissä on runsaasti fenoliyhdisteitä, isoflavonoideja (erityisesti katekiinit, kuten epigallokatekiini (EGC) ja epigallokatekiinigallaatti (EGCG)). Nämä yhdistelmät, joissa käytetään biologisesti aktiivisia teeuutteita ja pienempiä määriä hopeananohiukkasia, näyttävät olevan potentiaalinen tapa torjua useita infektioita ja jopa korvata antibiootteja joissakin sovelluksissa.

”Totesimme, että teeuutteilla syntetisoiduilla hopeananopartikkeleilla on paremmat antibakteeriset ominaisuudet kuin hopean nanohiukkasilla yksinään. Siksi voidaan käyttää pienempiä TeaNP-annoksia (0.1 mg ml-1). Vahvistimme, että joissakin tapauksissa teeuutteiden ja hopeananohiukkasten synergistinen vaikutus mahdollisti antibiootteja (ampisilliinia) korkeamman tehon, kun niitä testattiin samoilla pitoisuuksilla (0.1 mg ml-1) ja suhteellisen lyhyen, kolmen tunnin altistusajan jälkeen. .” – huomauttaa Mateusz Wdowiak, tämän teoksen toinen kirjoittaja.

Tutkijat havaitsivat, että antimikrobiset hybridinanohiukkaset vähensivät merkittävästi bakteereja verrattuna antibiootteihin tai yhdisteisiin erikseen. Vaikka kaikkia bakteereja ei tapettu, tämä on merkittävä parannus, joka voisi auttaa superbakteerien hoidossa käyttämällä paljon pienempiä annoksia kuin muut kaupallisesti saatavilla olevat yhdisteet. Hybridihopeananohiukkasten määrä, jota tarvitaan bakteerien tai sieni-infektioiden voittamiseksi, on erittäin pieni, mikä tekee niistä kustannustehokkaita, joten niiden hyvän käytön avain ei ole vain toiminnallisuus, vaan myös alhaiset käyttökustannukset.

Se on lähestymistapa, jota voidaan mukauttaa myös muiden vaikeasti hoidettavien bakteeri-infektioiden torjumiseen. IPC PAS:n tutkijoiden kehittämät uudet nanopartikkelit voivat viedä meidät askeleen lähemmäksi tappavien lääkeresistenttien superbakteerien tehokasta tappamista, mikä tarjoaa vaihtoehdon antibiooteille gramnegatiivisia ja grampositiivisia bakteereja vastaan. Tämä tutkimus osoittaa myös, kuinka paljon tällä alalla on vielä tehtävää. Erikseen käytetyt yhdisteet olivat paljon vähemmän tehokkaita kuin vihreä hybridi.

Tulevaisuudessa tutkijoiden päätavoitteena on käyttää nanohiukkasia jokapäiväisessä elämässä alkaen maataloussovelluksista, korvaamalla pelloilla käytettäviä haitallisia yhdisteitä kasvien tartunnan voittamiseksi ja tuomaan meidät lähemmäksi luomuviljelyä. Laajemmassa mittakaavassa ehdotettua materiaalia voitaisiin käyttää myös biolääketieteellisissä sovelluksissa, kuten haavasidosten lisäaineena suojaamaan gramnegatiivisia ja grampositiivisia bakteereja vastaan. He toivovat voivansa käyttää nanoteknologiaa kehittääkseen kohdennetumpia hoitoja lääkeresistenteille superbugeille.

Heidän työnsä julkaistiin Nanoscale Advances -lehdessä, ja sen rahoittivat Puolan kansallinen tiedekeskus SONATA BIS -apurahalla numero 2017/26/E/ST4/00041 ja Foundation for Polish Science Euroopan aluekehitysrahastosta POIR-projektissa. 04.04.00-00-14D6/18-00 'Hybridianturialustat integroituihin fotonijärjestelmiin, jotka perustuvat keraamisiin ja polymeerimateriaaleihin (HYPHa)' (TEAM-NET-ohjelma).

####

Saat lisätietoja napsauttamalla tätä

Yhteydet:
Media Yhteystiedot

Marcin Bernatek
Puolan tiedeakatemian fysikaalisen kemian instituutti
Toimisto: 22 343 2000
Asiantuntija Yhteystiedot

Professori Jan Paczesny
Puolan tiedeakatemian fysikaalisen kemian instituutti
Toimisto: +48 22 343 2071

Jos sinulla on kommentteja, kiitos Ota yhteyttä meille.

Lehdistötiedotteiden liikkeeseenlaskijat, eivät 7th Wave, Inc. tai Nanotechnology Now, ovat yksin vastuussa sisällön oikeellisuudesta.

Kirjanmerkki: