Нанотехнологии сегодня - Пресс-релиз: Наночастицы серебра: гарантия антимикробной безопасности чая

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > Наночастицы серебра: гарантия антимикробного действия чая

Иногда самый простой визит в аптеку может привести к результатам, которые удивят даже людей с сильно развитым воображением. Исследователи из IPC PAS создали наночастицы, которые борются с патогенами, включая устойчивые к лекарствам бактерии, гораздо эффективнее, чем некоторые антибиотики. Фото предоставлено аптекой «Лекотека»; Изображение предоставлено: Гжегож Кшижевский КРЕДИТ Источник IPC PAS, Гжегож Кшижевский

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

КРЕДИТ
Источник IPC PAS, Гжегож Кшижевский

Абстрактные:
Когда-то люди считали, что они неуязвимы против бактериальных заболеваний благодаря антибиотикам. Это похоже на сказку? Во всех смыслах! Нет ничего более далекого от правды. Несмотря на широкий доступ к антибиотикотерапии, множество жизней погибает из-за невидимых глазу патогенов. Возможность разработки лекарств, способных бороться с устойчивыми штаммами бактерий, не поспевает за распространением устойчивости. Пока что инновации в борьбе с устойчивыми к противомикробным препаратам штаммами бактерий пользуются большим спросом. Недавно исследователи из Института физической химии Польской академии наук (IPC PAS) продемонстрировали наночастицы зеленого чая и серебра как мощное средство против таких патогенов, как бактерии и дрожжи. Их целью было разработать эффективный метод борьбы с бактериями, на которые в противном случае не действуют противомикробные средства, такие как антибиотики.

Наночастицы серебра: гарантия антимикробного и безопасного чая

Варшава, Польша | Опубликовано 17 ноября 2023 г.

После открытия антибиотиков проклятие человечества изменилось за счет ускорения развития медицины и увеличения продолжительности жизни человека. Их успешное внедрение привело к бурному развитию фармации, предоставляющей все больше лекарств против многих возбудителей. Тем не менее, чрезмерное использование антибиотиков привело к появлению устойчивости к этим соединениям, что стало одной из крупнейших угроз здоровью во всем мире. В результате устойчивость к антибиотикам возникла быстрее, чем развитие антибиотиков. Появление на горизонте новых лекарств для борьбы с этими патогенами — это кратковременная искра. Даже если нам кажется, что мы в проигрыше, все равно есть шанс победить невидимого врага.

Эту заминку исследовала группа ученых из IPC PAS под руководством профессора Яна Пачесного, который предложил новые наноформулы для использования против широко распространенных и сложных патогенов, таких как бактерии ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter spp.) и другие проблемные дрожжевые патогены, такие как Candida auris или Cryptococcus neoformans. Эти микроорганизмы, обработанные коммерчески доступными антибиотиками, быстро развивают устойчивость к антибиотикам. Исследователи выбрали ESKAPE в качестве целевой группы, поскольку эти патогены приводят к серьезным заболеваниям, от сепсиса до даже рака. Как? Здесь начинается история.

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.

Первоначально наночастицы серебра, полученные в присутствии экстрактов чая (B-TeaNP, G-TeaNP и R-TeaNP), использовались для лечения грамотрицательных (E. coli) и грамположительных (E. faecium) бактериальных штаммов с целью тестирования влияние на штаммы с различной морфологией клеточной оболочки. Они изучили взаимодействие между изготовленными наночастицами и патогенами, чтобы определить эффективность, сравнив результаты с коммерчески доступными антибиотиками. Затем возбудители ESKAPE были протестированы по протоколу на наиболее эффективную концентрацию и состав частиц, выявив снижение количества бактериальных клеток до 25% у E. faecium и до 90% в случае E. cloacae. . Интересно, что зеленые наночастицы серебра также проявили противогрибковую активность, что привело к снижению количества жизнеспособных клеток C. auris на 80% и к снижению примерно на 90% у C. neoformans.

Первый автор, Сада Раза, утверждает: «Более того, размер наночастиц обычно связан с цитотоксическим действием наноматериалов, причем более мелкие частицы являются более цитотоксичными. В наших экспериментах это должно отдавать предпочтение контрольным AgNP и R-TeaNP, а не G-TeaNP и B-TeaNP. Это был не тот случай. В большинстве экспериментов C-AgNP и R-TeaNP показали наименьшую антимикробную эффективность. Это согласуется с другими исследованиями, которые продемонстрировали, что размер не является основным фактором, влияющим на антимикробную активность AgNP».

Антибактериальные и противогрибковые свойства наночастиц серебра, изготовленных из экстракта чая, выше, чем у наночастиц серебра отдельно, благодаря высокому содержанию фенольных соединений, изофлавоноидов (особенно катехинов, таких как эпигаллокатехин (EGC) и эпигаллокатехин галлат (EGCG)). Эти комбинации с использованием биологически активных экстрактов чая и небольших количеств наночастиц серебра кажутся потенциальным способом борьбы с рядом инфекций и даже заменой антибиотиков в некоторых случаях.

«Мы установили, что наночастицы серебра, синтезированные с экстрактами чая, обладают более высокими антибактериальными свойствами, чем наночастицы серебра сами по себе. Следовательно, можно использовать более низкие дозы TeaNP (0.1 мг/мл). Мы подтвердили, что в некоторых случаях синергетический эффект экстрактов чая и наночастиц серебра позволял добиться более высокой эффективности, чем у антибиотиков (ампициллина) при тестировании в тех же концентрациях (1 мг/мл) и после относительно короткого времени воздействия (три часа). ». – отмечает Матеуш Вдовяк, соавтор этой работы.

Исследователи обнаружили, что антимикробные гибридные наночастицы привели к значительному сокращению количества бактерий по сравнению с антибиотиками или соединениями по отдельности. Хотя не все бактерии были убиты, это значительное улучшение, которое может помочь в лечении супербактерий с использованием гораздо меньших доз, чем другие коммерчески доступные соединения. Количество гибридных наночастиц серебра, необходимое для борьбы с бактериями или грибковыми инфекциями, чрезвычайно мало, что делает их экономически эффективными, поэтому ключом к их эффективному использованию является не только функциональность, но и низкая стоимость применения.

Этот подход также можно адаптировать для борьбы с другими трудноизлечимыми бактериальными инфекциями. Новые наночастицы, разработанные исследователями из IPC PAS, могут приблизить нас на один шаг к эффективному уничтожению смертоносных, устойчивых к лекарствам супербактерий, предоставив альтернативу антибиотикам против грамотрицательных и грамположительных бактерий. Это исследование также показывает, сколько еще работы предстоит сделать в этой области. Соединения, используемые отдельно, были гораздо менее эффективны, чем зеленый гибрид.

В будущем главная цель исследователей — использовать наночастицы в повседневной жизни, начиная с сельскохозяйственных применений, заменив вредные соединения, используемые на полях, для борьбы с заражением растений и приблизить нас к органическому сельскому хозяйству. В более широком масштабе предлагаемый материал также может быть использован в биомедицинских целях, например, в качестве добавки к раневым повязкам для защиты от грамотрицательных и грамположительных бактерий. Они надеются использовать нанотехнологии для разработки более целенаправленных методов лечения устойчивых к лекарствам супербактерий.

Их работа была опубликована в журнале Nanoscale Advances и финансировалась Национальным научным центром Польши в рамках гранта SONATA BIS номер 2017/26/E/ST4/00041 и Фондом польской науки Европейского фонда регионального развития в рамках проекта POIR. 04.04.00-00-14D6/18-00 «Гибридные сенсорные платформы для интегрированных фотонных систем на основе керамических и полимерных материалов (HYPHa)» (программа TEAM-NET).

####

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Контактная информация для СМИ

Марцин Бернатек
Институт физической химии Польской академии наук
Кабинет: 22 343 2000
Контакт с экспертом

Проф. Ян Пачесны
Институт физической химии Польской академии наук
Офис: + 48 22 343 2071

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: