Wirusy z "magnetycznym wspomagaczem" atakują patogeny z biofilmu

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Klastry magnetycznych nanocząstek z bakteriofagami docierają do bakterii z biofilmów, które zanieczyszczają i niszczą sieć wodociągową. Na pomysł nowego rozwiązania wpadli naukowcy z Rice University i Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii.

Za pomocą słabego pola magnetycznego (660 gausów) klastry "przyciągano" do biofilmu. Bez związania z nanocząstkami fagi rozeszłyby się w roztworze i w dużej mierze nie spenetrowałyby biofilmu. Żyjące w nim bakterie mogłyby się więc rozwijać, a nawet korodować rury.

Pedro Alvarez, inżynier z Rice, i koledzy z Chin opracowali i testowali klastry unieruchamiające fagi. Za pomocą słabego pola magnetycznego naprowadzali je na cel.

Nowe podejście, powstałe na styku nanotechnologii i wirusologii, ma duży potencjał w zakresie zwalczania trudnych do wyeliminowania biofilmów. Nie powstają przy tym szkodliwe produkty uboczne dezynfekcji.

W pewnych miejscach, np. reaktorach fermentacji przemysłowej, biofilmy mogą być pożyteczne (chodzi m.in. o zwiększoną oporność na egzogenne stresy), ale w systemach dystrybucji i magazynowania wody są bardzo szkodliwe, bo stanowią schronienie dla patogenów i przyczyniają się do korozji [...] - wyjaśnia Pingfeng Yu.

Naukowcy posłużyli się poliwalentnymi fagami, czyli wirusami, które potrafią się związać z więcej niż jednym rodzajem bakterii. Celem PEL1 (z rodziny Podoviridae) miały być wyhodowane w laboratorium biofilmy z chorobotwórczym szczepem pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) i szczepem pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa) podatnym na lekooporność.

Nanocząstki z tetratlenkutriżelaza powlekano chitozanem. Zabieg ten ułatwiał koniugację z fagami na drodze wiązania kowalencyjnego (powstawały PEL1–CS-Fe₃O₄). Fagi PEL-1 łączyły się z klastrami "główką do przodu", dzięki czemu eksponowany był ich zdolny do infekowani bakterii ogonek.

By wprowadzić klastry do biofilmu, naukowcy posłużyli się dość słabym polem magnetycznym. W porównaniu do szalki z samymi fagami, gdzie skuteczność wynosiła mniej niż 40%, klastry zwalczały ponad 90% E. coli i P. aeruginosa.

Autorzy publikacji z pisma Environmental Science: Nano podkreślają, że choć bakterie nadal mogą rozwinąć oporność na fagi, zdolność do szybkiego rozbijania biofilmów znacznie to utrudnia.

« powrót do artykułu