Нанотехнології зараз - прес-реліз: наночастинки срібла: гарантія антимікробної безпеки чаю

Перевидано Платоном

читають: 0

Головна > прес > Наночастинки срібла: гарантія антимікробної безпеки чаю

Іноді найпростіший візит в аптеку може привести до результатів, які здивують навіть людей з дуже розвиненою уявою. Дослідники з IPC PAS створили наночастинки, які борються з хвороботворними мікроорганізмами, включаючи стійкі до ліків бактерії, набагато ефективніше, ніж деякі антибіотики. Фото надано аптекою «Лекотека»; Автор зображення: Ґжегож Кжижевський КРЕДИТ Джерело IPC PAS, Гжегож Кжижевський

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
Джерело IPC PAS, Гжегож Кжижевскі

Анотація:
Давним-давно люди вважали непереможними бактеріальні захворювання завдяки антибіотикам. Це схоже на казку? У всіх сенсах! Ніщо не може бути дальшим від істини. Незважаючи на широкий доступ до антибіотикотерапії, багато життів втрачаються через збудників, невидимих для ока. Здатність розробляти ліки, які можуть боротися зі стійкими штамами бактерій, не встигає за поширенням резистентності. Поки що інновації для боротьби зі стійкими до антимікробних препаратів штамами бактерій користуються великим попитом. Нещодавно дослідники з Інституту фізичної хімії Польської академії наук (IPC PAS) продемонстрували, що наночастинки зеленого чаю та срібла є потужним засобом проти патогенів, таких як бактерії та дріжджі. Їхня мета полягала в тому, щоб розробити ефективний метод боротьби з бактеріями, на які інакше не впливають антимікробні засоби, такі як антибіотики.

Наночастинки срібла: гарантія антимікробної безпеки-чай

Варшава, Польща | Опубліковано 17 листопада 2023 р

Після відкриття антибіотиків відбулася зміна прокляття людства шляхом прискорення розвитку медицини та збільшення тривалості людського життя. Їх успішне впровадження призвело до бурхливого розвитку фармації, надаючи все більше ліків проти багатьох хвороботворних мікроорганізмів. Тим не менш, надмірне використання антибіотиків призвело до появи стійкості до цих сполук, ставши однією з найбільших загроз здоров’ю в усьому світі. У результаті стійкість до антибіотиків з’явилася швидше, ніж прогрес антибіотиків. Поява на горизонті нових препаратів для боротьби з цими збудниками – це короткочасна іскра. Навіть якщо здається, що ми програємо, все одно є шанс перемогти невидимого ворога.

Цю проблему досліджувала група вчених з IPC PAS під керівництвом професора Яна Пачесні, який запропонував нові нанопрепарати для використання проти широко поширених і складних патогенів, таких як бактерії ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa та Enterobacter spp.) та інші проблемні дріжджові патогени, такі як Candida auris або Cryptococcus neoformans. Ці мікроорганізми, оброблені комерційно доступними антибіотиками, швидко розвивають стійкість до антибіотиків. Дослідники обрали ESKAPE як цільову групу, оскільки ці патогени призводять до серйозних захворювань, від сепсису до раку. як? Ось тут і починається історія.

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.

Спочатку наночастинки срібла, отримані в присутності екстрактів чаю (B-TeaNP, G-TeaNP і R-TeaNP), використовувалися для лікування грамнегативних (E. coli) і грампозитивних (E. faecium) штамів бактерій для тестування вплив на штами з різною морфологією клітинної оболонки. Вони розглядали взаємодію між виготовленими наночастинками та патогенами, щоб визначити ефективність, порівнюючи результати з комерційно доступними антибіотиками. Патогени ESKAPE потім були протестовані згідно з протоколом для найефективнішої концентрації та складу частинок, виявивши до 25% зменшення кількості бактеріальних клітин у E. faecium та 90% зменшення у випадку E. cloacae . Цікаво, що наночастинки зеленого срібла також показали протигрибкову активність, що призвело до 80% зменшення кількості життєздатних клітин C. auris і приблизно на 90% для C. neoformans.

Перший автор, Сада Раза, стверджує: «Більше того, розмір наночастинок зазвичай пов’язаний з цитотоксичним ефектом наноматеріалів, причому менші частинки є більш цитотоксичними. Це має сприяти контрольним AgNP та R-TeaNP над G-TeaNP та B-TeaNP у наших експериментах. Це було не так. У більшості експериментів C-AgNP і R-TeaNP показали найнижчу антимікробну ефективність. Це узгоджується з іншими дослідженнями, які продемонстрували, що розмір не є основним фактором, що впливає на антимікробну активність AgNPs».

Антибактеріальні та протигрибкові властивості наночастинок срібла, виготовлених із екстрактів чаю, вищі, ніж наночастинок срібла окремо, завдяки високому вмісту фенольних сполук, ізофлавоноїдів (особливо катехінів, таких як епігалокатехін (EGC) та епігалокатехінгалат (EGCG)). Ці комбінації з використанням біологічно активних екстрактів чаю та меншої кількості наночастинок срібла є потенційним способом боротьби з рядом інфекцій і навіть замінюють антибіотики в деяких застосуваннях.

«Ми встановили, що наночастинки срібла, синтезовані з екстрактами чаю, мають вищі антибактеріальні властивості, ніж наночастинки срібла окремо. Тому можна використовувати нижчі дози TeaNPs (0.1 мг/мл). Ми підтвердили, що в деяких випадках синергетичний ефект екстрактів чаю та наночастинок срібла дозволив досягти ефективності, вищої, ніж у антибіотиків (ампіциліну), при тестуванні в тих самих концентраціях (1 мг/мл) і після відносно короткого часу впливу в три години. .” – зауважує Матеуш Вдовяк, співавтор цієї праці.

Дослідники виявили, що антимікробні гібридні наночастинки призвели до значного зменшення бактерій порівняно з антибіотиками або сполуками окремо. Хоча не всі бактерії були знищені, це значне покращення, яке могло б допомогти в лікуванні супербактерій за допомогою набагато менших доз, ніж інші комерційно доступні сполуки. Кількість гібридних наночастинок срібла, необхідних для подолання бактерій або грибкових інфекцій, надзвичайно мала, що робить їх економічно ефективними, тому ключем до їх ефективного використання є не лише функціональність, але й низька вартість застосування.

Це підхід, який також можна адаптувати для боротьби з іншими бактеріальними інфекціями, які важко піддаються лікуванню. Нові наночастинки, розроблені дослідниками з IPC PAS, можуть наблизити нас на один крок до ефективного знищення смертельних стійких до ліків супербактерій, забезпечуючи альтернативу антибіотикам проти грамнегативних і грампозитивних бактерій. Це дослідження також показує, скільки ще потрібно зробити в цій галузі. Сполуки, що використовувалися окремо, були набагато менш ефективними, ніж зелений гібрид.

У майбутньому головною метою дослідників є використання наночастинок у повсякденному житті, починаючи із застосування в сільському господарстві, замінюючи шкідливі сполуки, які використовуються на полях, щоб подолати зараження рослин і наблизити нас до органічного землеробства. У більшому масштабі запропонований матеріал також можна використовувати в біомедичних цілях, наприклад, як добавку для пов’язок на рани для захисту від грамнегативних і грампозитивних бактерій. Вони сподіваються використовувати нанотехнології для розробки більш цілеспрямованих методів лікування стійких до ліків супербактерій.

Їх робота була опублікована в журналі Nanoscale Advances і була профінансована Національним науковим центром Польщі в рамках гранту SONATA BIS номер 2017/26/E/ST4/00041 та Foundation for Polish Science з Європейського фонду регіонального розвитку в рамках проекту POIR. 04.04.00-00-14D6/18-00 «Гібридні сенсорні платформи для інтегрованих фотонних систем на основі керамічних і полімерних матеріалів (HYPHa)» (програма TEAM-NET).

####

Для отримання додаткової інформації натисніть тут

Контакти:
Контактна інформація для ЗМІ

Марчін Бернатек
Інститут фізичної хімії Польської академії наук
Офіс: 22 343 2000
Експертний контакт

Проф. Ян Пачесний
Інститут фізичної хімії Польської академії наук
Офіс: +48 22 343 2071

Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.

Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.

Закладка: