Антибактериальные наночастицы
Российские ученые создали наночастицы, избирательно убивающие бактерий
Биофизики из России и Украины разработали необычные наночастицы, уничтожающие болезнетворных микробов при облучении светом, но при этом почти не повреждающие клетки животных и грибков, говорится в статье, опубликованной в журнале JPPB: Biology (Popov et al., Photo-induced toxicity of tungsten oxide photochromic nanoparticles).
«Полученные нами данные не только говорят о том, что наночастицы из оксида вольфрама можно применять в медицине, но и указывают на то, что с ними необходимо очень осторожно обращаться при использовании в быту и врачебной практике», – пишут Антон Попов, биофизик из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино, и его коллеги.
В последние годы зарубежные и российские ученые все чаще пытаются применять различные наночастицы для борьбы с раком, инфекционными заболеваниями или для лечения неинфекционных болезней.
Иногда наночастицы сами по себе служат средством для удаления опухоли или «киллерами» микробов и вирусов, выступая в качестве своеобразной «мишени», на которую наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера, нагревающее частицы и сжигающее клетки.
В других случаях наночастицы являются лишь средством доставки ядовитых молекул в опухоль или очаг инфекции, что ограничивает их действие и позволяет снизить дозу, необходимую для полного уничтожения патогенов. Как правило, такие наночастицы состоят из органических соединений, «невидимых» для иммунитета.
Попов и его коллеги уже несколько лет изучают свойства наночастиц из оксидов различных металлов, обладающие необычными свойствами. К примеру, два года назад им удалось выяснить, что наночастицы церия, редкоземельного металла, защищают клетки людей и животных от радиации, а также стимулируют рост стволовых клеток.
Недавно ученые из ИТЭБ РАН и их коллеги из других институтов РАН и Академии наук Украины начали изучать свойства наночастиц из оксида вольфрама – вещества, обладающего сильными бактерицидными свойствами. Эти свойства связаны с тем, что при взаимодействии со светом оксид вольфрама нагревается, а также вырабатывает большое количество агрессивных молекул, если он находится в воде или в другой жидкой среде.
Биофизики достаточно давно заметили, что уменьшение размеров частиц этого оксида заметно усиливает его «киллерские» качества. Это натолкнуло их на идею создать наночастицы из оксида вольфрама и проверить, как они будут взаимодействовать с различными культурами болезнетворных микробов, грибков и клеток животных.
Эти опыты раскрыли необычную избирательность действия подобных наночастиц, полезную с точки зрения практики. Как оказалось, они убивали микробов даже при очень низких концентрациях, гораздо хуже действовали на клетки соединительной ткани мышей, и почти не влияли на жизнедеятельность культур грибков.
Рисунки из статьи в JPPB: Biology – ВМ.
«По-видимому, это связано с морфологическими особенностями их клеточных мембран и разным метаболизмом», – отмечает Попов, чьи слова передает пресс-служба ИТЭБ РАН.
Что еще интереснее, подобные наночастицы гораздо легче проникают внутрь раковых клеток, чем в здоровые ткани тела человека, что позволяет использовать небольшие дозы оксида вольфрама, безвредные для организма, для «выжигания» опухолей и одновременного получения их фотографий.
С другой стороны, большие количества этих наночастиц все же могут нанести вред человеку. Поэтому, как подчеркивают ученые, их нужно очень осторожно применять и в медицине, и в быту, к примеру, при обеззараживании помещений или создании бактерицидных пленок для «умных» стекол и прочих электронных гаджетов.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru