Антибиотики больше не могут лечить инфекции так же эффективно, как раньше, поскольку многие патогены выработали устойчивость к ним. Это явление, известное как устойчивость к противомикробным препаратам (УПП), ежегодно уносит более миллиона жизней во всем мире.
Ученые давно ищут методы борьбы с устойчивой лекарственной устойчивостью (AMR), и открытие исследователей из Калифорнийского университета — это значительный шаг вперед. Команда разработала новый тип наночастиц серебра (AgNP), которые гораздо эффективнее борются с вредными бактериями и значительно замедляют рост устойчивости к антибиотикам.
AgNP был разработан с использованием фага M13 — палочковидного вируса, заражающего бактерии E. coli — в качестве биологической матрицы для роста частиц, что привело к повышению их эффективности в 30 раз по сравнению с коммерчески доступными серебряными наночастицами.
Серебряная подкладка в нано-размере
Устойчивость к противомикробным препаратам (AMR) побудила исследовательское сообщество по всему миру искать новые методы лечения, выходящие за рамки традиционных антибиотиков, — методы, с которыми бактерии не знакомы и которым не могут легко противостоять с помощью своих существующих биологических механизмов.
Наночастицы серебра ( AgNP ) уже давно применяются в медицине благодаря своим антибактериальным свойствам. AgNP включаются в состав лекарственных средств местного применения и материалов, таких как мочевые катетеры и раневые повязки, для предотвращения роста бактерий. Исследования показали, что наночастицы серебра могут убивать бактерии, вызывая окислительный стресс , повреждая их белки и даже ДНК.
Поскольку наночастицы серебра действуют несколькими путями, они представляются перспективным подходом к борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам (AMR), поскольку бактериям сложно разработать стратегии противодействия всем их эффектам. Однако современные AgNP по-прежнему сталкиваются с серьёзными проблемами, включая токсичность, низкую эффективность и быстрое развитие бактериальной резистентности.
В данном исследовании исследователи преодолели эти проблемы с помощью биошаблонной обработки – процесса, в котором они использовали бактериофаг M13 в качестве биологического шаблона для синтеза ряда наночастиц серебра. Они взяли часть очищенного фага M13 с раствором нитрата серебра (AgNO₂) .
Заряженные компоненты на поверхности вирусов действовали как крошечные восстановители, превращая ионы серебра в растворе в твёрдое металлическое серебро. Это приводило к росту наночастиц непосредственно на структуре M13 и формированию уникальной морфологии поверхности, что приводило к её высокой реакционной способности.
В результате новые AgNP развивали бактериальную резистентность в 10 раз медленнее, чем коммерческие AgNP, при этом демонстрируя превосходную эффективность против грамотрицательных бактерий, включая E. coli, Pseudomonas aeruginosa и Vibrio cholerae.
Эти результаты свидетельствуют о том, что достижения в области биошаблонов могут дать реальную надежду в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам, проложив путь к разработке AgNP, которые позволят проводить более безопасную и эффективную антибактериальную терапию с гораздо меньшим риском развития резистентности.
