Пошук альтернатив антибіотиків – один з найсерйозніших викликів дослідній спільноті. Бактерії стають все більш стійкими до ліків, і ця резистентність призводить до загибелі понад 25 000 людей у всьому світі щорічно. Група дослідників з’ясувала, що з бактеріями можна боротися наночастинками золота.
З часів Стародавнього Єгипту золото використовувалося в різних медичних цілях, а з недавніх пір – для діагностики й лікування таких захворювань, як рак. Річ у тім, що золото є хімічно інертним матеріалом, бо ніяк не реагує і не змінюється при контакті з організмом. У науковому співтоваристві наночастинки відомі своєю здатністю робити пухлини доступними для виявлення з їх застосуванням в наномедицині.
Нове дослідження показало, що хімічно інертні наночастинки золота можуть вбивати бактерії завдяки фізичному механізму, який деформує клітинну стінку. Щоб продемонструвати це, дослідники синтезували в лабораторії наночастинки золота у формі сфер і зірок, всі розміром 100 нанометрів (у 8 разів тонше волосся). Вчені проаналізували, як ці частинки взаємодіють з живими бактеріями.
«Ми виявили, що в присутності цих наночастинок бактерії деформуються і здуваються, як куля, з якого виходить повітря перед смертю», – пояснив Володимир Баулін, науковий співробітник відділу хімічної інженерії URV. Дослідники стверджують, що бактерії, схоже, померли після ушкоджень, «як ніби клітинна стінка спонтанно вибухнула».
Вчені думали, що за смерть бактерій може бути відповідальний фізичний механізм. Вони провели чисельне моделювання, щоб проаналізувати, як однорідний шар окремих наночастинок може прикладати достатню механічну напругу до клітинної стінки бактерій. Вона в кінцевому підсумку ламається, розтягуючись, як повітряна куля, яка надувається з різних точок, поки не вибухне.
Щоб підтвердити цю гіпотезу, дослідники створили штучну модель мембрани бактеріальної клітини, щоб оцінити її реакцію при контакті з наночастинками золота розміром 100 нм. «Ми виявили, що модель мимовільно скорочувалася до тих пір, поки повністю не зруйнувалася, тим самим ми підтвердили гіпотезу про те, що наночастинки механічно розтягують клітинну мембрану бактерій», – підсумовує вчений.
Натхнення: hightech.fm