Nanotechnology Now - Pressemelding: Sølv Nanopartikler: Garanterer antimikrobiell sikker te

Publisert av Platon

Følgere: 0

Hjemprodukt > Press > Sølv nanopartikler: garanterer antimikrobiell sikker te

Noen ganger kan det enkleste besøket på apoteket føre til resultater som overrasker selv de med en høyt utviklet fantasi. Forskere fra IPC PAS har produsert nanopartikler som bekjemper patogener, inkludert medikamentresistente bakterier, mye mer effektivt enn noen antibiotika. Foto med tillatelse fra Lekoteka apotek; Bildekreditt: Grzegorz Krzyzewski KREDITT Kilde 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

KREDITT
Kilde IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski

Abstrakt:
En gang i tiden trodde folk å være uovervinnelige mot bakterielle sykdommer, takket være antibiotika. Høres dette ut som et eventyr? For all del! Ingenting kunne vært lenger fra sannheten. Til tross for utbredt tilgang til antibiotikabehandling går mange liv tapt på grunn av patogener som er usynlige for øyet. Evnen til å utvikle legemidler som kan bekjempe resistente bakteriestammer har ikke holdt tritt med spredningen av resistens. Så langt er innovasjoner for å bekjempe antimikrobielle resistente bakteriestammer etterspurt. Nylig demonstrerte forskere ved Institute of Physical Chemistry ved det polske vitenskapsakademiet (IPC PAS) grønn te-sølv nanopartikler som et kraftig verktøy mot patogener som bakterier og gjær. Målet deres var å utvikle en effektiv metode for å bekjempe bakterier som ellers ikke er påvirket av antimikrobielle midler, som antibiotika.

Sølv nanopartikler: garanterer antimikrobiell sikker te

Warszawa, Polen | Lagt ut 17. november 2023

Etter oppdagelsen av antibiotika kom det en endring i menneskehetens forbannelse ved å akselerere utviklingen av medisin og forlenge menneskets forventede levetid. Deres vellykkede implementering førte til den raske utviklingen av apotek, og ga flere og flere medisiner mot mange patogener. Likevel har overforbruk av antibiotika ført til fremveksten av resistens mot disse forbindelsene, og har blitt en av de største helsetruslene verden over. Som et resultat har antibiotikaresistens dukket opp raskere enn utviklingen av antibiotika. Utseendet til nye medisiner i horisonten for å bekjempe disse patogenene er en kortvarig gnist. Selv om vi ser ut til å være på den tapende siden, er det fortsatt en sjanse til å beseire en usynlig fiende.

Dette problemet ble forsket på av teamet av forskere fra IPC PAS under veiledning av prof. Jan Paczesny, som foreslo nye nanoformuleringer for bruk mot utbredte og utfordrende patogener som ESKAPE-bakterier (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter, Acinetobacter, Pseudomonas aeruginosa og Enterobacter spp.) og andre problematiske gjærpatogener som Candida auris eller Cryptococcus neoformans. Disse mikroorganismene, behandlet med kommersielt tilgjengelige antibiotika, utvikler raskt antibiotikaresistens. Forskere valgte ESKAPE som målgruppe siden disse patogenene fører til alvorlige sykdommer, fra sepsis til til og med kreft. Hvordan? Det er her historien begynner.

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.

Opprinnelig ble sølvnanopartikler produsert i nærvær av teekstrakter (B-TeaNPs, G-TeaNPs og R-TeaNPs) brukt til å behandle Gram-negative (E. coli) og Gram-positive (E. faecium) bakteriestammer for å teste effekt på stammer med forskjellige cellekonvoluttmorfologier. De så på interaksjonene mellom de produserte nanopartikler og patogenene for å bestemme effektiviteten, og sammenlignet resultatene med kommersielt tilgjengelige antibiotika. ESKAPE-patogenene ble deretter testet i henhold til en protokoll for den mest effektive konsentrasjonen og sammensetningen av partiklene, og avslørte opptil 25 % reduksjon i antall bakterieceller i E. faecium og 90 % reduksjon i tilfelle av E. cloacae . Interessant nok viste de grønne sølvnanopartiklene også soppdrepende aktivitet, noe som førte til en 80 % reduksjon i antall levedyktige celler av C. auris og ca. 90 % reduksjon for C. neoformans.

Den første forfatteren, Sada Raza, hevder «I tillegg er størrelsen på nanopartikler vanligvis relatert til den cytotoksiske effekten av nanomaterialer, med mindre partikler som er mer cellegift. Dette bør favorisere kontroll AgNPs og R-TeaNPs fremfor G-TeaNPs og B-TeaNPs i våre eksperimenter. Dette var ikke tilfelle. I de fleste eksperimenter viste C-AgNPs og R-TeaNPs den laveste antimikrobielle effekten. Dette er i tråd med andre studier, som viste at størrelse ikke er en primær faktor som påvirker den antimikrobielle aktiviteten til AgNP.

De antibakterielle og soppdrepende egenskapene til sølvnanopartikler laget med teekstrakter er større enn til sølvnanopartikler alene på grunn av deres høye innhold av fenolforbindelser, isoflavonoider (spesielt katekiner som epigallocatechin (EGC) og epigallocatechin gallate (EGCG)). Disse kombinasjonene, ved bruk av biologisk aktive teekstrakter og mindre mengder sølvnanopartikler, ser ut til å være en potensiell måte å bekjempe en rekke infeksjoner og til og med erstatte antibiotika i enkelte bruksområder.

"Vi har fastslått at sølvnanopartikler syntetisert med teekstrakter har høyere antibakterielle egenskaper enn sølvnanopartikler alene. Derfor kan lavere doser av TeaNPs brukes (0.1 mg mL−1). Vi bekreftet at i noen tilfeller tillot den synergistiske effekten av teekstrakter og sølvnanopartikler en høyere effekt enn antibiotika (ampicillin) når de ble testet i samme konsentrasjoner (0.1 mg mL−1) og etter en relativt kort eksponeringstid på tre timer ." – bemerker Mateusz Wdowiak, medforfatter av dette verket.

Forskerne fant at de antimikrobielle hybridnanopartikler resulterte i en betydelig reduksjon i bakterier sammenlignet med antibiotika eller forbindelser separat. Selv om ikke alle bakterier ble drept, er dette en betydelig forbedring som kan hjelpe behandlingen av superbugs ved å bruke mye lavere doser enn andre kommersielt tilgjengelige forbindelser. Mengden av hybride sølvnanopartikler som trengs for å overvinne bakterier eller soppinfeksjoner er ekstremt lav, noe som gjør dem kostnadseffektive, så nøkkelen til å bruke dem godt er ikke bare funksjonalitet, men også de lave kostnadene ved påføring.

Det er en tilnærming som også kan tilpasses for å bekjempe andre vanskelige å behandle bakterielle infeksjoner. De nye nanopartikler utviklet av forskere ved IPC PAS kan bringe oss et skritt nærmere å effektivt drepe dødelige medisinresistente superbugs, og gi et alternativ til antibiotika mot Gram-negative og Gram-positive bakterier. Denne studien viser også hvor mye mer arbeid som skal gjøres på dette feltet. Forbindelser brukt separat var mye mindre effektive enn den grønne hybriden.

I fremtiden er forskernes hovedmål å bruke nanopartikler i hverdagen, med utgangspunkt i landbruksapplikasjoner, og erstatte skadelige forbindelser som brukes i åkre for å overvinne angrep i planter og bringe oss nærmere økologisk landbruk. I større skala kan det foreslåtte materialet også brukes i biomedisinske applikasjoner, for eksempel et tilsetningsstoff for sårbandasjer for å beskytte mot gramnegative og grampositive bakterier. De håper å bruke nanoteknologi til å utvikle mer målrettede behandlinger for medikamentresistente superbugs.

Arbeidet deres ble publisert i Nanoscale Advances-tidsskriftet og ble finansiert av National Science Centre, Polen, innenfor SONATA BIS-stipendet nummer 2017/26/E/ST4/00041 og Foundation for Polish Science fra European Regional Development Fund innenfor prosjektet POIR. 04.04.00-00-14D6/18-00 'Hybridsensorplattformer for integrerte fotoniske systemer basert på keramiske og polymere materialer (HYPHa)' (TEAM-NET-program).

####

For mer informasjon, klikk her.

Kontakter:
Mediekontakt

Marcin Bernatek
Institutt for fysisk kjemi ved det polske vitenskapsakademiet
Kontor: 22 343 2000
Ekspertkontakt

Prof. Jan Paczesny
Institutt for fysisk kjemi ved det polske vitenskapsakademiet
Kontor: + 48 22 343 2071

Hvis du har en kommentar, vær så snill Kontakt oss.

Utstedere av nyhetsutgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlig for nøyaktigheten av innholdet.

Bokmerke: