Наночастицы серебра на вирусном биошаблоне эффективнее убивают бактерии и замедляют развитие устойчивости
Антибиотики больше не могут лечить инфекции так же эффективно, как раньше, поскольку многие патогены выработали устойчивость к этим препаратам. Это явление, известное как антимикробная резистентность (AMR), уносит более миллиона жизней в мире ежегодно.
Ученые давно ищут методы лечения для преодоления AMR, и открытие исследователей из Калифорнийского университета делает значительный шаг вперед. Команда разработала новый тип наночастиц серебра (AgNP), которые гораздо эффективнее против вредных бактерий и значительно замедляют рост антибиотикорезистентности.
AgNP были созданы с использованием фага M13 — палочковидного вируса, поражающего бактерии E. coli — в качестве биологического шаблона для роста частиц. Это привело к эффективности, в 30 раз превышающей эффективность коммерчески доступных наночастиц серебра.
Результаты опубликованы в журнале Langmuir.
Наноразмерная серебряная надежда
AMR заставила мировое научное сообщество искать новые методы лечения, отличные от обычных антибиотиков — варианты, с которыми бактерии не знакомы и не могут легко противостоять с помощью своих существующих биологических механизмов.
Наночастицы серебра (AgNP) уже давно используются в медицине благодаря своим антибактериальным свойствам. Их включают в состав местных лекарств и материалов, таких как мочевые катетеры и повязки для ран, чтобы предотвратить рост бактерий. Исследования показали, что наночастицы серебра могут убивать бактерии, создавая окислительный стресс, повреждая их белки и даже нанося вред их ДНК.
Поскольку наночастицы серебра действуют через несколько механизмов, они представляются многообещающим подходом для борьбы с AMR, так как бактериям нелегко выработать стратегии противодействия всем их эффектам. Однако современные AgNP по-прежнему сталкиваются со значительными проблемами, включая токсичность, низкую эффективность и быстрое возникновение устойчивости у бактерий.
Исследователи в этой работе преодолели эти проблемы с помощью биошаблонирования — процесса, в котором они использовали бактериофаг M13 в качестве биологического шаблона для синтеза ряда наночастиц серебра. Они начали с очищенного фага M13 и раствора нитрата серебра (AgNO3).
Заряженные компоненты на поверхности вирусов действовали как крошечные восстановители, превращая ионы серебра в растворе в твердое металлическое серебро. Это привело к росту наночастиц непосредственно на структуре M13 и формированию уникальной морфологии поверхности, что обеспечило высокую реакционную способность.
В результате новые AgNP развивали устойчивость у бактерий в 10 раз медленнее, чем коммерческие AgNP, одновременно демонстрируя превосходную эффективность против грамотрицательных бактерий, включая E. coli, Pseudomonas aeruginosa и Vibrio cholerae.
Эти результаты позволяют предположить, что прогресс в биошаблонировании может дать реальную надежду в борьбе с AMR, прокладывая путь для разработки AgNP, которые обеспечат более безопасное и эффективное антибактериальное лечение с гораздо меньшим риском развития резистентности.