ננוטכנולוגיה עכשיו - הודעה לעיתונות: חלקיקי כסף ננו: מבטיחים תה בטוח אנטי-מיקרוביאלי

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > חלקיקי כסף: מבטיחים תה בטוח אנטי-מיקרוביאלי

לפעמים הביקור הפשוט ביותר בבית המרקחת יכול להוביל לתוצאות שמפתיעות גם את בעלי הדמיון המפותח. חוקרים מה-IPC PAS ייצרו ננו-חלקיקים הנלחמים בפתוגנים, כולל חיידקים עמידים לתרופות, ביעילות רבה יותר מאשר חלק מהאנטיביוטיקה. תמונה באדיבות בית מרקחת Lekoteka; קרדיט תמונה: Grzegorz Krzyzewski

קרדיט
מקור IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski

תקציר:
פעם, אנשים האמינו שהם בלתי מנוצחים נגד מחלות חיידקיות, הודות לאנטיביוטיקה. זה נשמע כמו אגדה? בכל אופן! שום דבר לא יכול להיות רחוק יותר מהאמת. למרות הגישה הנרחבת לטיפול אנטיביוטי, חיים רבים אובדים עקב פתוגנים בלתי נראים לעין. היכולת לפתח תרופות שיכולות להילחם בזנים עמידים של חיידקים לא עמדה בקצב התפשטות העמידות. עד כה, יש ביקוש רב לחידושים כדי להביס זני חיידקים העמידים לאנטי-מיקרוביאליים. לאחרונה, חוקרים במכון לכימיה פיזיקלית של האקדמיה הפולנית למדעים (IPC PAS) הדגימו ננו-חלקיקי תה ירוק-כסף ככלי רב עוצמה נגד פתוגנים כמו חיידקים ושמרים. מטרתם הייתה לפתח שיטה יעילה להילחם בחיידקים שאינם מושפעים אחרת מחומרים אנטי-מיקרוביאליים, כמו אנטיביוטיקה.

ננו-חלקיקי כסף: מבטיחים תה בטוח אנטי-מיקרוביאלי

ורשה, פולין | פורסם ב-17 בנובמבר, 2023

בעקבות גילוי האנטיביוטיקה, חל שינוי בקללת האנושות על ידי האצת התפתחות הרפואה והארכת תוחלת החיים של האדם. היישום המוצלח שלהם הוביל להתפתחות מהירה של בית המרקחת, מתן יותר ויותר תרופות נגד פתוגנים רבים. עם זאת, שימוש יתר באנטיביוטיקה הוביל להופעת עמידות לתרכובות אלו, והפך לאחד האיומים הבריאותיים הגדולים בעולם. כתוצאה מכך, עמידות לאנטיביוטיקה הופיעה מהר יותר מהתקדמות האנטיביוטיקה. הופעתן של תרופות חדשות באופק כדי להילחם בפתוגנים אלה היא ניצוץ קצר טווח. גם אם נראה שאנחנו בקצה המפסיד, עדיין יש סיכוי להביס אויב בלתי נראה.

תקלה זו נחקרה על ידי צוות המדענים מ-IPC PAS בפיקוחו של פרופ' יאן פאצ'סני, שהציע ננו-פורמולציות חדשות לשימוש נגד פתוגנים נפוצים ומאתגרים כגון חיידקי ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acínetobacter, Acinetobacter, Pseudomonas aeruginosa ו-Enterobacter spp.) ומחוללי שמרים בעייתיים אחרים כמו קנדידה אוריס או Cryptococcus neoformans. מיקרואורגניזמים אלה, המטופלים באנטיביוטיקה זמינה מסחרית, מפתחים במהירות עמידות לאנטיביוטיקה. חוקרים בחרו ב- ESKAPE כקבוצת היעד מאחר שפתוגנים אלו מובילים למחלות קשות, מאלח דם ועד אפילו סרטן. אֵיך? כאן מתחיל הסיפור.

לפני מספר חודשים החליט הצוות של פאצ'סני לנסות לשלב בין חלקיקי כסף, הידועים בתכונות האנטי-מיקרוביאליות והאנטי-פטרייתיות שלהם, לבין תמציות תה עשירות בפוליפנולים בעלות תכונות נוגדות חמצון. הרעיון נבנה כדי לשפר את היעילות בספקטרום רחב נגד פתוגנים באמצעות ננו-חלקיקי כסף היברידיים ירוקים (AgNPs), שהם יעילים משמעותית מכל המרכיבים ואף יעילים יותר מאנטיביוטיקה מסויימת. למה החלקיקים ההיברידיים האלה כל כך מיוחדים? בעבודתם, שלושה זני תה ידועים: תה שחור (B-Tea), תה ירוק (G-Tea) ותה Pu-erh (R-Tea) שימשו כחומר מכסה, המשמש כמייצב להגנה החלקיקים המסונתזים מהצטברות. בדרך זו, החלקיקים מציעים שטח פנים פעיל גבוה בהשוואה לתכשירים אחרים. בנוסף, סינתזה כזו היא ידידותית לסביבה לשימוש במרכיבים טבעיים במהלך משקעים. המבנים המיוצרים משתנים בצורתם ובגודלם בין 34 ל-65 ננומטר, בהתאם לסוג התה המשמש במהלך הסינתזה, ומראים תגובתיות שונה כלפי מיקרואורגניזמים.

בתחילה, ננו-חלקיקי כסף שהופקו בנוכחות תמציות תה (B-TeaNPs, G-TeaNPs ו-R-TeaNPs) שימשו לטיפול בזני חיידקים גראם-שליליים (E. coli) ו-Gram-positive (E. faecium) כדי לבדוק את השפעה על זנים עם מורפולוגיות שונות של מעטפת התא. הם בחנו את האינטראקציות בין הננו-חלקיקים המיוצרים לבין הפתוגנים כדי לקבוע את היעילות, והשוו את התוצאות עם אנטיביוטיקה זמינה מסחרית. לאחר מכן נבדקו הפתוגנים של ESKAPE לפי פרוטוקול לריכוז והרכב החלקיקים היעילים ביותר, וגילו ירידה של עד 25% במספר תאי החיידק ב-E. faecium וירידה של 90% במקרה של E. cloacae . מעניין לציין שגם ננו-חלקיקי הכסף הירוקים הראו פעילות אנטי-פטרייתית, מה שהוביל לירידה של 80% במספר התאים החיים של C. auris וכ-90% לירידה של C. neoformans.

המחבר הראשון, סאדה רזה טוען "מה שכן, גודל הננו-חלקיקים קשור בדרך כלל להשפעה הציטוטוקסית של ננו-חומרים, כאשר חלקיקים קטנים יותר הם ציטוטוקסיים יותר. זה אמור להעדיף AgNPs ו-R-TeaNPs בקרה על פני G-TeaNPs ו-B-TeaNPs בניסויים שלנו. זה לא היה המקרה. ברוב הניסויים, C-AgNPs ו-R-TeaNPs הראו את היעילות האנטי-מיקרוביאלית הנמוכה ביותר. זה עולה בקנה אחד עם מחקרים אחרים, שהוכיחו שגודל אינו גורם ראשוני המשפיע על הפעילות האנטי-מיקרוביאלית של AgNPs."

התכונות האנטי-בקטריאליות והאנטיפטרייתיות של ננו-חלקיקי כסף העשויים עם תמציות תה גדולות יותר מאלו של ננו-חלקיקי כסף בלבד בשל תכולתם הגבוהה של תרכובות פנוליות, איזופלבונואידים (במיוחד קטצ'ינים כגון אפיגאלוטקצ'ין (EGC) ואפיגאלוטקצ'ין גלאט (EGCG)). שילובים אלה, תוך שימוש בתמציות תה פעילות ביולוגית וכמויות קטנות יותר של ננו-חלקיקי כסף, נראים כדרך פוטנציאלית להילחם במגוון זיהומים ואף להחליף אנטיביוטיקה ביישומים מסוימים.

"קבענו שלננו-חלקיקי כסף המסונתזים עם תמציות תה יש תכונות אנטיבקטריאליות גבוהות יותר מאשר ננו-חלקיקי כסף בלבד. לכן, ניתן להשתמש במינונים נמוכים יותר של TeaNPs (0.1 מ"ג מ"ל-1). אישרנו שבמקרים מסוימים, ההשפעה הסינרגטית של תמציות תה וננו-חלקיקי כסף אפשרה יעילות גבוהה מזו של אנטיביוטיקה (אמפיצילין) כאשר נבדקה באותם ריכוזים (0.1 מ"ג מ"ל-1) ולאחר זמן חשיפה קצר יחסית של שלוש שעות ." – מעיר Mateusz Wdowiak, מחבר שותף של עבודה זו.

החוקרים גילו שהננו-חלקיקים ההיברידיים האנטי-מיקרוביאליים הביאו להפחתה משמעותית בחיידקים בהשוואה לאנטיביוטיקה או תרכובות בנפרד. למרות שלא כל החיידקים נהרגו, זהו שיפור משמעותי שעשוי לסייע בטיפול בחיידקי על תוך שימוש במינונים נמוכים בהרבה מתרכובות אחרות הזמינות מסחרית. כמות ננו-חלקיקי כסף היברידיים הדרושים כדי להתגבר על חיידקים או זיהומים פטרייתיים היא נמוכה ביותר, מה שהופך אותם לחסכוניים, כך שהמפתח לשימוש טוב בהם הוא לא רק פונקציונליות, אלא גם עלות היישום הנמוכה.

זוהי גישה שניתן להתאים גם להילחם בזיהומים חיידקיים קשים לטיפול. הננו-חלקיקים החדשים שפותחו על ידי חוקרים ב-IPC PAS יכולים להביא אותנו צעד אחד קרוב יותר להרג יעיל של חיידקי-על קטלניים עמידים לתרופות, ולספק אלטרנטיבה לאנטיביוטיקה נגד חיידקים גראם-שליליים ו-גראם-חיוביים. המחקר הזה גם מראה כמה עוד עבודה יש לעשות בתחום זה. תרכובות ששימשו בנפרד היו הרבה פחות יעילות מהכלאיים הירוקים.

בעתיד, המטרה העיקרית של החוקרים היא להשתמש בננו-חלקיקים בחיי היומיום, החל מיישומים חקלאיים, החלפת תרכובות מזיקות המשמשות בשדות כדי להתגבר על נגיעות בצמחים ולקרב אותנו לחקלאות אורגנית. בקנה מידה גדול יותר, החומר המוצע יכול לשמש גם ביישומים ביו-רפואיים, כגון תוסף לחבישת פצעים להגנה מפני חיידקים גראם-שליליים ו-גראם-חיוביים. הם מקווים להשתמש בננוטכנולוגיה כדי לפתח טיפולים ממוקדים יותר עבור חיידקי-על עמידים לתרופות.

עבודתם פורסמה בכתב העת Nanoscale Advances ומומנה על ידי המרכז הלאומי למדע, פולין, במסגרת מענק SONATA BIS מספר 2017/26/E/ST4/00041 והקרן למדע פולני מהקרן האירופית לפיתוח אזורי במסגרת הפרויקט POIR. 04.04.00-00-14D6/18-00 'פלטפורמות חיישנים היברידיות למערכות פוטוניות משולבות המבוססות על חומרים קרמיים ופולימריים (HYPHa)' (תוכנית TEAM-NET).

####

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
מדיה צור קשר

מרסין ברנטק
המכון לכימיה פיזיקלית של האקדמיה הפולנית למדעים
משרד: 22 343 2000
איש קשר למומחה

פרופ' יאן פאצ'סני
המכון לכימיה פיזיקלית של האקדמיה הפולנית למדעים
משרד: + 48 22 343 2071

זכויות יוצרים © המכון לכימיה פיזיקלית של האקדמיה הפולנית למדעים

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: