Дужий І. Д., Миронов П. Ф., Івахнюк Т. В., Пшеничний Р. М., Голубнича В. М.

НАНОКОМПОЗИТИ Ag/Cu ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ ЗАСІБ ДЛЯ ЛІКУВАННЯ ІНФЕКЦІЙ, ВИКЛИКАНИХ МУЛЬТИРЕЗИСТЕНТНИМИ ШТАМАМИ E. coli

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Дужий І. Д., Миронов П. Ф., Івахнюк Т. В., Пшеничний Р. М., Голубнича В. М.

Рубрика:

МІКРОБІОЛОГІЯ

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Постійно зростаюча протимікробна стійкість до антибіотиків є серйозною проблемою сьогодення. Широке поширення мультирезистентних бактерій різко знижує ефективність більшості антибіотиків та вимагає рішучих дій щодо розробки нових форм антибактеріальних засобів з посиленою антибактеріальною активністю. Відомі своєю антибактеріальною дією наночастинки срібла та міді не завжди задовольняють потреби лікарів, враховуючи їх токсичну дію та факти появи резистентності до них. Зменшення токсичної дії та досягнення посиленого синергічного антибактеріального впливу стимулює до розробки нових форм взаємодії срібла та міді. В статті наводяться дані досліджень антибактеріальної активності нанокомпозитів Ag/Cu відносно мультирезистентного клінічного штаму E. coli, що проявив резистентність відносно цефалоспоринів, β-лактамів, фторхінолонів та аміноглікозидів. Синтезовані поліольно-колоїдним методом з низькочастотною ультразвуковою обробкою нанокомпозити Ag/Cu мали розміри 45-100 нм, переважно округлу форму та схильність до агломерації. Мінімально інгібуюча концентрація нанокомпозитів Ag/Cu для E. coli становила 7,81 мкг/мл, мінімальна бактерицидна концентрація – 15,63 мкг/мл, що в 32 рази менше в порівнянні з наночастинками міді та в 64 рази менше порівняно з наночастинками срібла. Бактерицидні властивості мультирезистентної E. coli підтверджені диско-дифузійним методом. Досліджені зміни морфологічної структури E. coli методом просвічуючої електронної мікроскопії: шорсткість мембрани, зміна форми клітин, внутрішньоклітинний перерозподіл компонентів/структур цитоплазми, пошкодження клітинної стінки та частковий виток клітинного вмісту. Підтвердження синергічної дії срібла та міді у складі нанокомпозитів Ag/Cu є перспективним для подальшого дослідження антибактеріальних властивостей металевих нанокомпозитів та впровадження їх у клінічну практику.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Prestinaci F, Pezzotti P, Pantosti A. Antimicrobial resistance: a global multifaceted phenomenon. Pathog Glob Health. 2015;109(7):309-18. DOI: 10.1179/2047773215Y.0000000030.
2. Dhingra S, Rahman NAA, Peile E, Rahman M, Sartelli M, Hassali MA, et al. Microbial resistance movements: an overview of global public health threats posed by antimicrobial resistance, and how best to counter. Front Public Health. 2020;8:535668. DOI: 10.3389/fpubh.2020.535668.
3. Ljungquist O, Nazarchuk O, Kahlmeter G, Andrews V, Koithan T, Wasserstrom L et al. Highly multidrug-resistant Gram-negative bacterial infections in war victims in Ukraine. The Lancet Infectious Diseases. 2022;23(7):784-6.
4. Pallett SJC, Trompeter A, Basarab M, Moore LSP, Boyd SE. Multidrug-resistant infections in war victims in Ukraine. The Lancet Infectious Diseases. 2023;23(8):e270-e271.
5. Song B, Hua Q, Sun H, Hu B, Dong X, Sun L. Relevant analyses of pathogenic bacteria and inflammatory factors in neonatal purulent meningitis. Exp Ther Med. 2018;16(2):1153-1158.
6. Chen T, Yu J, Ye J, Mu Q, Chang Q, Wu R, et al. Infection characteristics and drug susceptibility of multidrug-resistant bacteria in patients with diabetic foot ulcers. Clin Lab. 2023;69(9).
7. Mateo EM, Jiménez M. Silver Nanoparticle-Based Therapy: Can It Be Useful to Combat Multi-Drug Resistant Bacteria? Antibiotics (Basel). 2022;11(9):1205.
8. Alshareef A, Laird K, Cross RBM. Shape-dependent antibacterial activity of silver nanoparticles on Escherichia coli and Enterococcus faecium bacterium. Appl. Surf. Sci. 2017;424:310-5.
9. Ermini ML, Voliani V. Antimicrobial Nano-Agents: The Copper Age. ACS Nano. 2021;15(4):6008-29.
10. Naseer M, Ramadan R, Xing J, Samak NA. Facile green synthesis of copper oxide nanoparticles for the eradication of multidrug resistant Klebsiella pneumonia and Helicobacter pylori biofilms. Int. Biodeterior. Biodegrad. 2021;159:105201.
11. McNeilly O, Mann R, Hamidian M, Gunawan C. Emerging concern for silver nanoparticle resistance in acinetobacter baumannii and other bacteria. Front Microbiol. 2021;12:652863.
12. Voyda YuV, Biryukova SV, Chernyavsʹkyy VI. Biolohichni osoblyvosti, laboratorna diahnostyka ta dovhostrokove zberihannya bakteriy rodu Escherichia. Kharkiv: KhMAPO; 2014. 26 s. [in Ukrainian].
13. Bankier C, Matharu RK, Cheong YK, Ren GG, Cloutman-Green E, Ciric L. Synergistic Antibacterial Effects of Metallic Nanoparticle Combinations. Sci Rep. 2019;9(1):16074.
14. Garza-Cervantes JA, Chávez-Reyes A, Castillo EC, García-Rivas G, Antonio Ortega-Rivera O, Salinas E et al. Synergistic Antimicrobial Effects of Silver/Transition-metal Combinatorial Treatments. Sci Rep. 2017;7(1):903.
15. Vaidya MY, McBain AJ, Butler JA, Banks CE, Whitehead KA. Antimicrobial Efficacy and Synergy of Metal Ions against Enterococcus faecium, Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii in Planktonic and Biofilm Phenotypes. Sci Rep. 2017;7(1):5911.
16. Vasiliev G, Kubo AL, Vija H, Kahru A, Bondar D, Karpichev Y, Bondarenko O. Synergistic antibacterial effect of copper and silver nanoparticles and their mechanism of action. Sci Rep. 2023;13(1):9202.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 4, 175, 518-525 сторінки, код УДК 579.2:546.56/57:617-002.3

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-4-175-518-525