Автор AZoNano 11 декабря 2020 г.

Поиск альтернатив антибиотикам – одна из самых больших проблем, стоящих перед исследовательским сообществом. Бактерии становятся все более устойчивыми к этим препаратам, и эта устойчивость приводит к гибели более 25 000 человек во всем мире.

Теперь мультидисциплинарная группа исследователей из Университета Ровира и Вирджили, Университета Гренобля (Франция), Университета Саар (Германия) и Университета RMIT (Австралия) обнаружила, что механическая деформация бактерий является токсичным механизмом. которые могут убить бактерии с помощью наночастиц золота.

Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials и являются прорывом в понимании исследователями антибактериального действия наночастиц и их попытках найти новые материалы с бактерицидными свойствами.

Со времен Древнего Египта золото использовалось в различных медицинских целях, а в последнее время – для диагностики и лечения таких заболеваний, как рак.

Это связано с тем, что золото является химически инертным материалом, то есть оно не реагирует и не изменяется при контакте с организмом. В научном сообществе наночастицы известны своей способностью делать опухоли видимыми и их применением в наномедицине.

Это новое исследование показывает, что эти химически инертные наночастицы могут убивать бактерии благодаря физическому механизму, который деформирует клеточную стенку.

Чтобы продемонстрировать это, исследователи синтезировали в лаборатории наночастицы золота в форме почти идеальной сферы и другие наночастицы в форме звезд, все размером 100 нанометров (в 8 раз тоньше волоса).

Группа проанализировала, как эти частицы взаимодействуют с живыми бактериями. «Мы обнаруживаем, что бактерии деформируются и сдуваются, как шар, из которого выходит воздух перед смертью в присутствии этих наночастиц», объяснил Владимир Баулин, научный сотрудник отдела химической инженерии URV .

Исследователи утверждают, что бактерии, похоже, умерли после массивной утечки, «как если бы клеточная стенка спонтанно взорвалась».

Ученые думали, что за смерть бактерий может быть ответственен физический механизм. Следовательно, они провели численное моделирование, чтобы проанализировать, как однородный слой отдельных наночастиц может прикладывать достаточное механическое напряжение к клеточной стенке бактерий, которое в конечном итоге разрушается при растяжении, как воздушный шар, который надувается из разных точек, пока не взорвется. .

Чтобы подтвердить эту гипотезу, исследователи создали искусственную модель мембраны бактериальной клетки, чтобы оценить ее реакцию при контакте с наночастицами золота размером 100 нм. «Мы обнаружили, что модель самопроизвольно сокращалась до тех пор, пока не разрушилась полностью, тем самым подтверждая гипотезу о том, что наночастицы прикладывают механическое растяжение к клеточной мембране бактерий» – утверждал Баулин.

Источник: https://www.urv.cat/en/