Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

Антибактериальный эффект наночастиц металлов на антибиотикорезистентные штаммы бактерий

https://doi.org/10.15789/2220-7619-MNA-1359

Полный текст:

Аннотация

Быстрое формирование устойчивости микроорганизмов к современным антибактериальным препаратам требует поиска все новых, альтернативных методов терапии. Известно, что некоторые организмы, например растения, водоросли, грибы, способны превращать ионы неорганических металлов в металлические наночастицы за счет процесса восстановления, осуществляемого белками, сахарами и метаболитами, содержащимися в тканях и клетках этих организмов. Вместе с тем многие растения (подорожник, тысячелистник, полынь, куркума длинная, календула, багульник болотный и т. д.) и металлы (медь, серебро, золото, цинк и т. д.) сами по себе обладают антибактериальными свойствами. Таким образом наночастицы металлов, полученные биологическим методом, или методом «зеленого» синтеза, из экстрактов таких растений, могут стать альтернативой существующим на данным момент многим современным антибактериальным препаратам. Антибактериальный механизм действия наночастиц зависит как от вида микроорганизмов, на которые оказывается воздействие, так и от типа наночастиц, их концентрации, размера, а также от способа их получения. В работе изучен антибактериальный эффект наночастиц серебра, меди и золота, полученных биологическим методом из солей металлов AgNO3, CuSO4, H[AuCl4] соответственно и экстракта растения — куркумы длинной (лат. Curcuma longa), — в отношении коллекционных штаммов следующих бактерий: Е. coli (АТСС 25922), S. aureus (АТСС 25923), MRSA (АТСС 38591) и полирезистентных клинических штаммов, выделенных от пациентов КГБУЗ ККБ (г. Красноярск) — К. рneumoniae, штамм 104, P. аeruginosa, штамм 40, P. аeruginosa, штамм 215, А. baumannii, штамм 210, А. baumannii, штамм 211. В ходе исследования определена минимальная подавляющая концентрация наночастиц методом серийных разведений (МУК 4.2.1890-04) с красителем азурином. Доказано, что наночастицы металлов проявляют разную антибактериальную эффективность в зависимости от вида используемых нанометаллов и культур бактерий. Наибольшей антибактериальной активностью обладают наночастицы меди, наименьшей — наночастицы золота. Наиболее выраженный антибактериальный эффект наблюдается в отношении клинических полирезистентных штаммов. Наночастицы металлов могут стать альтернативой известным на сегодняшний день антибактериальным препаратам, но несмотря на высокую эффективность наночастиц в отношении полирезистентных к антибактериальным препаратам микроорганизмов in vitro, следует учитывать их возможное токсическое действие, оказываемое на живые ткани, что требует дальнейшего изучения в экспериментах in vivo.

Об авторах

Е. С. Удегова
ФГБОУ ВО Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого
Россия

студентка 5 курса специальности «Медицинская кибернетика»

г. Красноярск 



К. А. Гильдеева
ФГБОУ ВО Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого
Россия

студентка 5 курса специальности «Медицинская кибернетика»

г. Красноярск 



Т. В. Рукосуева
ФГБОУ ВО Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого
Россия

к.б.н., доцент кафедры микробиологии им. доц. Б.М. Зельмановича

г. Красноярск 



Б. Сьед
ФГБОУ ВО Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого
Россия

к.б.н., преподаватель кафедры микробиологии им. доц. Б.М. Зельмановича

г. Красноярск 



Список литературы

1. Авдеенков П.П., Чистяков Н.Е. Механизм денитрификации // Наука, техника и образование. 2019. № 4 (57). С. 19–22. [Avdeenkov P.P., Chistyakov N.E. Denitrification mechanism. Nauka, tekhnika i obrazovanie = Science, Technology and Education, 2019, no. 4 (57), pp. 19–22. (In Russ.)]

2. Буданова Е.В., Горленко К.Л., Киселев Г.Ю. Вторичные метаболиты растений: механизмы антибактериального действия и перспективы применения в фармакологии // Антибиотики и химиотерапия. 2019. Т. 64, № 5–6. С. 69–76. [Budanova E.V., Gorlenko K.L., Kiselev G.Yu. Secondary plant metabolites: mechanisms of antibacterial action and perspectives of application in pharmacology. Antibiotiki i khimioterapiya = Antibiotics and Chemotherapy, 2019, vol. 64, no. 5–6, pp. 69–76. (In Russ.)] doi: 10.24411/0235-2990-2019-100034

3. Гужова В.Ф., Чернова А.В., Казимирченко О.В. Исследование свойств соли, обогащенной фитокомпонентами лекарственных трав и специй // Вестник международной академии холода. 2017. № 4. С. 9–17. [Guzhova V.F., Chernova A.V., Kazimirchenko O.V. The Properties of salt enriched by phytocomponents of medicinal herbs and spices. Vestnik Mezhdunarodnoy akademii kholoda = Bulletin of the International Academy of Refrigeration, 2017, no. 4, pp. 9–17. (In Russ.)] doi: 10.21047/1606- 4313-2017-16-4-9-17

4. Дыкман Л.А., Щеголев С.Ю. Взаимодействие растений с наночастицами благородных металлов // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52, № 1. С. 13–24. [Dykman L.A., Shchyogolev S.Yu. Interactions of plants with noble metal nanoparticles (review). Sel’skokhozyaistvennaya biologiya = Agricultural Biology, 2017, vol. 52, no. 1, pp. 13–24. (In Russ.)] doi: 10.15389/agrobiology.2017.1.13rus

5. Ефименко Т.А., Терехова Л.П., Ефременкова О.В. Современное состояние проблемы антибиотикорезистентности патогенных бактерий // Антибиотики и химиотерапия. 2019. № 5. С. 64–68. [Efimenko T.A., Terekhova L.P., Efremenkova O.V. Current state the problem of antibiotic resistance of pathogens. Antibiotiki i khimioterapiya = Antibiotics and Chemotherapy, 2019, no. 5, pp. 64–68. (In Russ.)] doi: 10.24411/0235-2990-2019-100033

6. Леонтьев В.К., Кузнецов Д.В., Фролов Г.А., Погорельский И.П., Латута Н.В., Карасенков Я.Н. Антибактериальные эффекты наночастиц металлов // Российский стоматологический журнал. 2017. Т. 21, № 6. С. 304–307. [Leont’ev V.K., Kuznetsov D.V., Frolov G.A., Pogorelskiy I.P., Latuta N.V., Krasenkov Ya.N. Antibacterial effects of nanoparticles of metals. Rossiiskii stomatologicheskii zhurnal = Russian Dental Journal, 2017, vol. 21, no. 6, pp. 304–307. (In Russ.)] doi: 10.18821/1728-2802-2017-21-6-304-307

7. Макаров В.В., Лав А., Синицына О.В., Макарова С.С., Яминский И.В., Тальянский М.Э., Калинина Н.О. «Зеленые» нанотехнологии: синтез металлических наночастиц с использованием растений // Acta Naturae (русскоязычная версия). 2014. Т. 6, № 1 (20). С. 37–47. [Makarov V.V., Lav A., Sinitsyna O.V., Makarova S.S., Yaminsky I.V., Talyansky M.E., Kalinina N.O. “Green” nanotechnologies: synthesis of metal nanoparticles using plants. Acta Naturae (Russian version), 2014, vol. 6, no. 1 (20), pp. 37–47. (In Russ.)] doi: 10.32607/20758251-2014-6-1-35-44

8. Тапальский Д.В., Тапальский Ф.Д. Антибактериальные свойства растительных экстрактов и их комбинаций с антибиотиками в отношении экстремально-антибиотикорезистентных микроорганизмов // Курский научнопрактический вестник «Человек и его здоровье». 2018. № 1. С. 78–83. [Tapalsky D.V., Tapalsky F.D. Antibacterial effects of herbal extracts and their combinations with antibiotics in relation to extensively antibiotic-resistant microorganisms. Kurskii nauchno-prakticheskii vestnik “Chelovek i ego zdorov’e” = Kursk Scientific and Practical Bulletin “Man and His Health”, 2018, no. 1, pp. 78–83. (In Russ.)] doi: 10.21626/vestnik/2018-1/12

9. Хохлова О.Е., Акушева Д.Н., Перьянова О.В., Корецкая Н.М., Абарникова О.В., Королькова Е.К., Белоусова Ю.Н., Саламатина О.В., Безручкина Т.Н., Князева К.М., Шогжал И.С., Поткина Н.К., Элярт В.Ф., Ямамото Т. Молекулярногенетические особенности метициллинрезистентных S. aureus, выделенных от лиц пенитенциарной системы, инфицированных ВИЧ // Сибирское медицинское обозрение. 2018. № 2 (110). С. 13–18. [Khokhlova O.E., Akusheva D.N., Per'yanova O.V., Koretskaya N.M., Abarnikova O.V., Korol'kova E.K., Belousova Yu.N., Salamatina O.V., Bezruchkina T.N., Knyazeva K.M., Shogzhal I.S., Potkina N.K., Elyart V.F., Yamamoto T. Molecular-genetic features of methicillin-resistant S. aureus, have got from the persons of the penitentiary system, infected with HIV. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie = Siberian Medical Review, 2018, no. 2 (110), pp. 13–18. (In Russ.)] doi: 10.20333/2500136-2018-2-13-18

10. Arokiyaraj S., Vincent S., Saravanan M., Lee Y., Oh Y.K., Kim K.H. Green synthesis of silver nanoparticles using Rheum palmatum root extract and their antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Artif. Cells, Nanomed. Biotechnol., 2017, vol. 45, no. 2, pp. 372–379. doi: 10.3109/21691401.2016.1160403

11. Baker S., Perianova O.V., Prudnikova S.V., Kuzmin A., Potkina N.K., Khohlova O.Y., Lobova T.I. Phytogenic nanoparticles to combat multidrug resistant pathogens and photocatalytic degradation of dyes. BioNanoScience, 2020, no. 10, pp. 486–492. doi: 10.1007/s12668-020-00727-z

12. El-Seedi H.R., El-Shabasy R.M., Khalifa Sh.A.M., Saeed A., Shah A., Shah R., Iftikhar F.J., Abdel-Daim M.M., Omri A., Hajrahand N.H., Sabir J.S.M., Zou X., Halabi M.F., Sarhann W., Guo W. Metal nanoparticles fabricated by green chemistry using natural extracts: biosynthesis, mechanisms, and applications. RSC Advances, 2019, no. 9, pp. 24539–24559. doi: 10.1039/C9RA02225B

13. Hasani A., Madhi M., Gholizadeh P., Mojarrad J.S., Rezaee M.A., Zarrini G., Kafil H.S. Metal nanoparticles and consequences on multi-drug resistant bacteria: reviving their role. SN Appl. Sci. 2019, no. 1 (4). doi: 10.1007/s42452-019-0344-4

14. Jayarambabu N., Akshaykranth A., Venkatappa Rao T., Venkateswara Rao K., Rakesh Kumar R. Green synthesis of Cu nanoparticles using Curcuma longa extract and their application in antimicrobial activity. Mater. Lett., 2019, vol. 259: 126813. doi: 10.1016/j.matlet.2019.126813

15. Nasrollahzadeh M., Sajjadi M., Dadashi J., Ghafuri H. Pd-based nanoparticles: plant-assisted biosynthesis, characterization, mechanism, stability, catalytic and antimicrobial activities. Adv. Colloid Interface Sci., 2020, vol. 276: 102103. doi: 10.1016/j.cis.2020.102103


Дополнительные файлы

Для цитирования:


Удегова Е.С., Гильдеева К.А., Рукосуева Т.В., Сьед Б. Антибактериальный эффект наночастиц металлов на антибиотикорезистентные штаммы бактерий. Инфекция и иммунитет. 2021;11(4):771-776. https://doi.org/10.15789/2220-7619-MNA-1359

For citation:


Udegova E.S., Gildeeva K.A., Rukosueva T.V., Baker S. Metal nanoparticle antibacterial effect оn antibiotic-resistant strains of bacteria. Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;11(4):771-776. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-MNA-1359

Просмотров: 173


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)