Цитотоксичность, иммуносовместимость и антимикробная активность биогенных серебряных наночастиц

Наночастицы серебра обладают антимикробной активностью. Предполагается, что она обусловлена взаимодействием наночастиц и серосодержащих белков на поверхности бактериальных клеток, ведущим к разрыву мембран, взаимодействием с внутриклеточными мишенями, формированием активных форм кислорода и выделением ионов серебра. Такие свойства позволяют рассматривать их в качестве антимикробных агентов. Малый размер наночастиц позволяет им беспрепятственно проникать в клетки человека, повреждая их. Поэтому, прежде чем они станут применяться в качестве лекарственных препаратов, их цитотоксическая и генотоксическая активность должна быть детально оценена и охарактеризована.

Наночастицы благородных металлов, полученные путём биосинтеза, дешевле и устойчивее химически синтезированных аналогов, кроме того они менее токсичны. В качестве продуцента ферментов для образования серебряных наночастиц используются разные микроорганизмы, в данном исследовании был выбран штамм Streptomyces kasugaensis NH28, выделенный из лесной почвы. В раствор нитрата серебра добавляли профильтрованную взвесь разрушенных клеток NH28, и содержащиеся в ней ферменты восстанавливали серебро. Образующееся нерастворимое серебро формировало наночастицы, которые оставались во взвешенном состоянии, при этом жидкость, в которой происходит реакция, темнела. На поверхности полученных таким способом наночастиц обнаруживались следы белка. Накопление во взвеси наночастиц было подтверждено различными методами. Размер частиц составлял 20 - 70 нм.

Наиболее выраженной была антимикробная активность полученных наночастиц против Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis и Escherichia coli, в меньшей мере суспензия подавляла рост Bacillus subtilis, Salmonella infantis и Pseudomonas aeruginosa. Ноаночастицы обладали цитотоксическим эффектом, ИК50 составила 64,5 мкг/мл. Также в концентрации 50 мкг/мл наночастицы стимулировали активацию моноцитов. В живом организме такая реакция может привести к воспалительной реакции. Однако эти показатели значительно выше, чем МИК для P.aeruginosa, составляющая 10 мкг/мл. Тем не менее, хотя при обработке наночастицами в концентрации 10 мкг/мл клетки остаются жизнеспособными, происходит нарушение структуры их монослоя. При понижении концентрации в два раза и более нарушение монослоя не наблюдалось.

Присущие полученным биогенным наночастицам серебра цитотоксичность и способность к активации моноцитов сравнительно невысоки, поэтому они могут рассматриваться в качестве антимикробных агентов. Цитотоксические свойства, например, могут быть снижены за счёт того, что с увеличением размера частиц их воздействие на клетки становится более щадящим.

биогенные серебряные наночастицы

Składanowski M., Golinska P., Rudnicka K. et al. Evaluation of cytotoxicity, immune compatibility and antibacterial activity of biogenic silver nanoparticles. / Med Microbiol Immunol. – 2016. – V.205, N.6. – P.603-613.

Все новости

ФБУН НИИ эпидемиологии
и микробиологии имени Пастера
Отдел новых технологий