Цитотоксичность, иммуносовместимость и антимикробная активность биогенных серебряных наночастиц

Наночастицы серебра обладают антимикробной активностью. Предполагается, что она обусловлена взаимодействием наночастиц и серосодержащих белков на поверхности бактериальных клеток, ведущим к разрыву мембран, взаимодействием с внутриклеточными мишенями, формированием активных форм кислорода и выделением ионов серебра. Такие свойства позволяют рассматривать их в качестве антимикробных агентов. Малый размер наночастиц позволяет им беспрепятственно проникать в клетки человека, повреждая их. Поэтому, прежде чем они станут применяться в качестве лекарственных препаратов, их цитотоксическая и генотоксическая активность должна быть детально оценена и охарактеризована.

Наночастицы благородных металлов, полученные путём биосинтеза, дешевле и устойчивее химически синтезированных аналогов, кроме того они менее токсичны. В качестве продуцента ферментов для образования серебряных наночастиц используются разные микроорганизмы, в данном исследовании был выбран штамм Streptomyces kasugaensis NH28, выделенный из лесной почвы. В раствор нитрата серебра добавляли профильтрованную взвесь разрушенных клеток NH28, и содержащиеся в ней ферменты восстанавливали серебро. Образующееся нерастворимое серебро формировало наночастицы, которые оставались во взвешенном состоянии, при этом жидкость, в которой происходит реакция, темнела. На поверхности полученных таким способом наночастиц обнаруживались следы белка. Накопление во взвеси наночастиц было подтверждено различными методами. Размер частиц составлял 20 - 70 нм.

Наиболее выраженной была антимикробная активность полученных наночастиц против Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis и Escherichia coli, в меньшей мере суспензия подавляла рост Bacillus subtilis, Salmonella infantis и Pseudomonas aeruginosa. Ноаночастицы обладали цитотоксическим эффектом, ИК50 составила 64,5 мкг/мл. Также в концентрации 50 мкг/мл наночастицы стимулировали активацию моноцитов. В живом организме такая реакция может привести к воспалительной реакции. Однако эти показатели значительно выше, чем МИК для P.aeruginosa, составляющая 10 мкг/мл. Тем не менее, хотя при обработке наночастицами в концентрации 10 мкг/мл клетки остаются жизнеспособными, происходит нарушение структуры их монослоя. При понижении концентрации в два раза и более нарушение монослоя не наблюдалось.

Присущие полученным биогенным наночастицам серебра цитотоксичность и способность к активации моноцитов сравнительно невысоки, поэтому они могут рассматриваться в качестве антимикробных агентов. Цитотоксические свойства, например, могут быть снижены за счёт того, что с увеличением размера частиц их воздействие на клетки становится более щадящим.

Składanowski M., Golinska P., Rudnicka K. et al. Evaluation of cytotoxicity, immune compatibility and antibacterial activity of biogenic silver nanoparticles. / Med Microbiol Immunol. – 2016. – V.205, N.6. – P.603-613.