A nanoméretű amerikai tudósok megtudták, hogy az ezüst-ionok hogyan hatnak a baktériumokra, beleértve az antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumokat is. A kutatási eredményeket az Applied and Environmental Microbiology folyóiratban teszik közzé.
Az ezüst antimikrobiális tulajdonságai már évszázadok óta ismertek, bár továbbra is rejtély marad, hogy az ezüst pontosan megöli a baktériumokat. Hagyományosan az ezüst antibakteriális hatásának vizsgálata az ezüsttartalmú készítményekkel kezelt organizmusok tulajdonságainak összehasonlításával korlátozódott a kontrollokkal. Ez azonban csak mennyiségi értékelést adott, nem engedve megérteni a fém mikroorganizmusokra gyakorolt hatásának fizikai mechanizmusát.
Az Arkansasi Egyetem amerikai tudósai az ezüstionoknak az élő baktériumok fehérjéire gyakorolt hatását molekuláris szinten elemezték. Ehhez fejlett képalkotó technikát alkalmaztak - fotoaktivált lokalizációs mikroszkópiát egyetlen részecskekövetéssel -, hogy idővel megfigyeljék bizonyos fehérjék dinamikáját az Escherichia coli-ban, amely a mikrobiológiai kutatás modellje.
A tudósok azt várták, hogy ezüst-ionok lelassítják a baktériumok aktivitását, ám az ellenkezőjét látják - az ezüstionok felgyorsítják a fehérjék diffúziós dinamikáját.
„Ismert, hogy az ezüst-ionok gátolhatják és elpusztítják a baktériumokat, ezért arra számítottuk, hogy a baktériumok ezüstkezelése mindent lelassít. De váratlanul azt tapasztaltuk, hogy a fehérje dinamikája felgyorsult - idézte az egyetem sajtóközleményében a tanulmány vezetője, Yong Wang (Yong Wang) fizika docens professzor szavai.
A fehérjék viselkedésének alaposabb tanulmányozásával a tudósok észrevették, hogy az ezüstionok a baktériumokban lévő DNS-páros szálokat elválasztják és gyengítik a fehérje és a DNS közötti kapcsolatot. A kalorimetrikus elemzések megerősítették, hogy a DNS és az ezüstionok közvetlenül kölcsönhatásba lépnek.
"Ha igen, akkor megmagyarázhatja az ezüst által okozott gyorsabb fehérjedinamikát" - mondja Wang. - Amikor egy fehérje kötődik a DNS-hez, akkor lassan mozog a baktériumokban a DNS-sel együtt, amely egy hatalmas molekula. Éppen ellenkezőleg, ezüsttel kezelve a fehérjék leesnek a DNS-től, önmagukban mozogva, és ezért gyorsabban mozogva."
Wang és kollégái megfigyelték, hogy az ezüstionok által okozott DNS-szálak felbomlanak korábbi vizsgálatuk során hajlított DNS-sel. Aztán a kísérlet célja az volt, hogy növelje a hajlított DNS-szálak feszültségét, hogy azok hajlamosabbak legyenek más vegyi anyagokkal való kölcsönhatásokra, ideértve az ezüstionokat is.
Promóciós videó:
"Végül ki akarjuk használni a projektből szerzett új ismereteket az ezüst nanorészecskékre alapozott hatékonyabb antibiotikumok létrehozására" - mondta Wang.
A tudósok azt remélik, hogy eredményeik elősegítik az ezüst nanorészecskéken alapuló gyógyszerek előállítását az úgynevezett "szuperbugák" - a szokásos antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumok - elleni küzdelemben, amelyek az elmúlt években globális szinten valódi veszélyt jelentettek a közegészségügyre.