Amerykańscy naukowcy w nanoskali odkryli, jak jony srebra działają na bakterie, w tym te oporne na antybiotyki. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Applied and Environmental Microbiology.
Właściwości przeciwdrobnoustrojowe srebra są znane od wieków, chociaż to, jak dokładnie srebro zabija bakterie, pozostaje w dużej mierze tajemnicą. Tradycyjnie badania nad antybakteryjnym działaniem srebra ograniczały się do porównania właściwości organizmów poddanych działaniu preparatów zawierających srebro z kontrolami. Dało to jednak tylko ocenę ilościową, nie pozwalając nam zrozumieć samego fizycznego mechanizmu działania metali na mikroorganizmy.
Amerykańscy naukowcy z University of Arkansas przeanalizowali proces działania jonów srebra na białka żywych bakterii na poziomie molekularnym. W tym celu wykorzystali zaawansowaną technikę obrazowania - fotoaktywowaną mikroskopię lokalizacyjną ze śledzeniem pojedynczych cząstek - aby obserwować w czasie dynamikę niektórych białek Escherichia coli, organizmu modelowego do badań mikrobiologicznych.
Naukowcy spodziewali się, że jony srebra spowalniają aktywność bakterii, ale widzieli coś przeciwnego - jony srebra przyspieszyły dynamikę dyfuzji białek.
„Wiadomo, że jony srebra mogą hamować i zabijać bakterie, więc spodziewaliśmy się, że działanie srebra w bakteriach spowolni wszystko. Ale nieoczekiwanie stwierdziliśmy, że dynamika białka przyspieszyła”- zacytował w komunikacie prasowym z uniwersytetu słowa kierownika badań, docent fizyki Yong Wang (Yong Wang).
Dokładniej badając zachowanie białek, naukowcy zauważyli, że jony srebra powodują, że sparowane nici DNA bakterii rozdzielają się i osłabiają wiązanie między białkiem a DNA. Analizy kalorymetryczne potwierdziły, że DNA i jony srebra oddziałują bezpośrednio.
„Jeśli tak, możesz wyjaśnić szybszą dynamikę białek powodowaną przez srebro” - mówi Wang. - Kiedy białko jest związane z DNA, powoli porusza się w bakteriach wraz z DNA, które jest ogromną cząsteczką. Wręcz przeciwnie, po potraktowaniu srebrem białka wypadają z DNA, poruszając się samodzielnie, a zatem poruszają się szybciej”.
Wang i jego koledzy zaobserwowali rozszczepienie nici DNA spowodowane przez jony srebra podczas poprzednich badań ze zgiętym DNA. Następnie eksperyment polegał na zwiększeniu napięcia w zgiętych niciach DNA, aby były bardziej podatne na interakcje z innymi chemikaliami, w tym jonami srebra.
Film promocyjny:
„Ostatecznie chcemy wykorzystać nową wiedzę zdobytą w ramach tego projektu do stworzenia skuteczniejszych antybiotyków opartych na nanocząsteczkach srebra” - powiedział Wang.
Naukowcy mają nadzieję, że ich wyniki pomogą w stworzeniu leków opartych na nanocząsteczkach srebra do walki z tak zwanymi „superbakteriami” - bakteriami odpornymi na powszechne antybiotyki - które w ostatnich latach stały się realnym zagrożeniem dla zdrowia publicznego w skali globalnej.