Бактериям угрожают нанояйца (магнитные частицы покрытые золотом)

Быстрое приобретение микробами устойчивости даже к самым замысловатым антибиотикам представляет немалую проблему. Нанометр уже писал о различных подходах к ее решению (например, тут и тут). Исследователи из Тайваня предлагают для борьбы с патогенами использовать фототермическую терапию, эффективность которой повышена за счет магнитных свойств наночастиц.

Схема синтеза этих частиц представлена на рисунке 1.

 Магнитные наночастицы оксида железа были покрыты SiO₂ и обработаны ультразвуком, чтобы предотвратить слипание. Образовавшиеся при этом наночастицы по форме напоминали яйцо. Затем на поверхности этих частиц был выращен слой золота: сначала добавили «золотые зародыши», которые прилипли к поверхности частиц, а потом поместили частицы в раствор, содержащий HAuCl₄. Цвет раствора при этом сменился с бледно-розового на темно-зеленый, а частицы сохранили форму яйца, в связи с чем авторы работы называют их «нанояйцами».

Максимум поглощения нанояиц наблюдается при длине волны 840 нм. Удельный магнитный момент оказался довольно-таки мал (0,04 эме/г при 10000 Э), но исследователи рассчитывали, что у облепленных наночастицами бактерий магнитный момент будет намного больше. И действительно, впоследствии было показано, что бактерии слипаются во внешнем магнитном поле за достаточно быстрое время.

Чтобы нанояйца связывались с поверхностью бактерий более эффективно, к ним был пришит ванкомицин. Это вещество – антибиотик, ингибитор синтеза клеточной стенки бактерий, но в данном случае главную роль играла его способность связывать определенные пептидные мотивы на бактериальной поверхности.

 Было показано, что модифицированные ванкомицином наночастицы отлично связываются как с ванкомицин-неустойчивыми, так и с ванкомицин-резистентными штаммами самых различных бактерий (рисунок 2).

Под воздействием внешнего магнитного поля бактерии слипались (рисунок 3).

 Затем их облучали лазером (808 нм) в течение 3 минут, и в результате разогрева более 99,5% бактерий погибло в течение 15 минут. При тех же условиях выжило более 80% клеток млекопитающих (показано на примере клеток карциномы человека).

Исследователи показали, что их метод пригоден для уничтожения бактерий в сыворотке и в разбавленных растворах. В дальнейшем авторы планируют проведение экспериментов in vivo. Работа «Multifunctional Fe₃O₄@Au Nanoeggs as Photothermal Agents for Selective Killing of Nosocomial and Antibiotic-Resistant Bacteria» опубликована в Small.