Квантовые наночастицы применили как оружие против супербактерий

Ученые доказали эффективность наночастиц — квантовых точек — в борьбе против болезнетворных микробов, устойчивых к антибиотикам. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Materials.

Предыдущие исследования показали, что наночастицы из серебра или золота могут быть эффективными в борьбе против антибиотик-резистентных инфекций, однако они также оказались токсичными для окружающих клеток организма. Теперь исследователи решили проверить другой подход.

Ученые использовали квантовые точки, чтобы, облучая их светом определенной длины волны, вызвать изменения в окислительно-восстановительном (редокс-) потенциале частиц внутри клеток бактерий. Согласно предположению, это приводит к формированию активных форм кислорода, которые нарушают клеточные процессы и приводят микроорганизмы к гибели. В отличие от обычных наночастиц, квантовые точки, благодаря определенному редокс-потенциалу, могут воздействовать только на болезнетворные бактерии, клетки которых характеризуются специфичным окислительно-восстановительным балансом.

Исследователи проверили действие квантовых точек из теллурида кадмия на бактерию Escherichia coli. Было убито до 92% бактериальных клеток. Далее исследователи продолжили испытание наночастиц на нескольких болезнетворных антибиотик-резистентных штаммах бактерий, рост которых уменьшился на 29 — 59 процентов. И, наконец, ученые проверили действие квантовых точек на совместную культуру из E.coli и животных клеток HEK 293T, проверяя предположение, что наночастицы могут действовать избирательно. В результате рост E.coli был подавлен, а животные клетки остались неповрежденными.

Исследователи надеются, что использование квантовых точек может стать новым терапевтическим методом в борьбе против супербактерий — болезнетворных штаммов бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам и все чаще возникающих по всему миру. Ежегодно в одних только США ими заражаются до 2 миллионов людей, а умирают около 23 тысяч.

Квантовые точки — полупроводниковые наночастицы, свойства которых зависят от их размера и формы. Изменяя размер квантовой точки, можно контролировать энергию перехода электронов между энергетическими уровнями, что влияет, в свою очередь, на окислительно-восстановительный потенциал наночастицы.

Александр Еникеев