Ein Artikel veröffentlicht im Zeitschrift für Umweltchemie beschreibt eine mögliche Strategie zur Förderung der selektiven Hemmung multiresistenter Bakterien, die aufgrund des wahllosen Einsatzes von Antibiotika immer häufiger vorkommen und daher eine große Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen.
Der Artikel schlägt vor, Nanopartikel aus Metall oder Metalloxid zu verwenden, um multiresistente Bakterien durch Ionenfreisetzung, direkten Kontakt zwischen den Nanopartikeln und den Bakterien über elektrostatische Wechselwirkung oder die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies zu inaktivieren. Alle diese Prozesse töten die Bakterien ab, indem sie ihre Zellmembranen zerstören.
Zu den Autoren gehören brasilianische Wissenschaftler des Center for Development of Functional Materials (CDMF), einem Forschungs-, Innovations- und Verbreitungszentrum (RIDC) der Bundesuniversität São Carlos (UFSCar); das São Carlos Institute of Physics (IFSC-USP) der Universität São Paulo; Institut für Chemie der São Paulo State University (IQ-UNESP); und das Bundesinstitut für Bildung, Wissenschaft und Technologie Maranhão (IFMA).
Die Forscher stellten eine Reihe von Zinkoxid-Nanopartikeln (ZnO-NPs) mit unterschiedlichen Morphologien her und testeten sie in einem wässrigen Medium. Dabei stellten sie fest, dass das Nanomaterial eine große Gruppe multiresistenter Bakterien, die aus menschlichen klinischen Proben isoliert wurden, erfolgreich abtötete. Ziel des Experiments war es, die antibakterielle Aktivität der ZnO-NPs gegen Stämme aus klinischen Isolaten zu verifizieren.
Mithilfe der Hauptkomponentenanalyse, einem statistischen Verfahren, das den Informationsgehalt in großen Datentabellen zusammenfasst, wurde untersucht, wie sich Änderungen der Nanopartikel-Syntheseparameter auf die antibakterielle Aktivität des Materials auswirken.
Laut Gleison Marques, einem Ph.D. Als Kandidat für Chemie an der UFSCar und Erstautor des Artikels besteht der Vorteil der Verwendung von ZnO darin, dass es von Regulierungsbehörden weltweit als sicher gilt und in vielen Arten von Materialien verwendet werden kann, die für die Massenproduktion funktionalisiert werden. Darüber hinaus sind ZnO-NPs günstiger als Nanopartikel aus anderen Metallen wie Gold oder Silber.
Das Material habe das Potenzial, unter anderem in der Wasseraufbereitung, Lebensmittelverpackung und Sonnenschutzmitteln eingesetzt zu werden, sagte Marques, es seien jedoch weitere Studien erforderlich, um mögliche Kontraindikationen hinsichtlich Dosierung, Toxizität im Wasser und Wechselwirkung mit komplexen biologischen Systemen zu analysieren.
„Die nächsten Schritte umfassen die Anwendung dieser Nanopartikel in Polymersystemen zur Herstellung von Nanokompositen, die beispielsweise zur Beschichtung von Metalloberflächen in Krankenhausumgebungen verwendet werden können“, sagte er.
Mehr Informationen:
Gleison N. Marques et al., Selektive Hemmaktivität multiresistenter Bakterien durch Zinkoxid-Nanopartikel, Zeitschrift für Umweltchemie (2024). DOI: 10.1016/j.jece.2023.111870