Результатом совместных исследований ученых из Великобритании и Индии стала разработка простого метода синтеза наночастиц золота, содержащих антибиотики.

Новый метод не требует применения дополнительных реагентов; получаемые новым способом наночастицы увеличивают стабильность антибиотика, а также могут справиться с резистентностью некоторых бактерий.

Существует два возможных метода получения антибактериальных наночастиц золота. Наночастицы, которые образуются в результате этих процессов могут справиться с резистентностью ряда бактерий.

Карол Перри (Carole Perry) из Университета Ноттингема нашел метод, который позволяет использовать антибиотик β-лактамной структуры сефаклор (cefaclor) для контроля синтеза наночастиц золота.

Перри поясняет, что разработанный в его группе процесс решает ряд проблем, характерных для других способов, позволяющих связать антибиотики с наночастицами металла. Исследовательница отмечает, что очень часто на поверхности коммерчески доступных наночастиц могут присутствовать токсичные соединения. Для использования в медицине первоначально необходимо удалить эти соединения с поверхности наночастицы, что приводит к необходимости дополнительных этапов для химической модификации наночастиц.

Рис. 1. Наночастицы и схема их «взращивания» (рис. из J. Mater. Chem., 2010, 20, 6789, DOI: 10.1039/c0jm00817f).

Разработанный группой Перри метод прост и не требует особого оборудование – по словам Перри, все, что необходимо – соблюдении точного стехиометрического соотношения между компонентами. Модифицированные антибиотиком наночастицы можно получить просто смешивая соль золота с цефаклором в воде при температуре от 20 до 70°C и перемешивая эту смесь в течение временных промежутков от нескольких минут до нескольких часов. Хотя исследователи точно не выяснили, как цефаклор восстанавливает ионы золота до металлического золота, Перри предполагает, что за восстановление металла отвечает свободная аминогруппа цефаклора.

Антибиотики, β-лактамового ряда, как, например, пенициллины и цефалоспорины препятствуют образованию клеточных стенок болезнетворных бактерий, однако некоторые штаммы бактерий могут приобрести резистентность к антибиотикам. Перри поясняет, что преодолеть резистентность можно, доставляя в бактериальные клетки концентрированную порцию цефаклора, что может разрушить клеточную стенку до того, как цефаклор будет разрушен защитными ферментами клетки. Через «брешь» в клеточной мембране в клетку попадают наночастицы, которые могут мешать репликации ДНК болезнетворной бактерии.

Раманатан Нагараджан (Ramanathan Nagarajan), разрабатывающий противобактериальные тканевые материалы для Армии США отмечает, что обычно в качестве антисептика применяется серебро или его производные, поэтому было бы интересно разработать системы, которые могли бы конкурировать с «серебряными».

Перри надеется, что ее метод получения золотых наночастиц с антибиотиком может иметь большие перспективы. По ее словам, поскольку во многих других аминогруппах также присутствует аминогруппа, они также могут быть инкорпорированы в наночастицы золота. Исследователь добавляет, что значительная стабильность цефаклора, введенного в наночастицы золота позволила исследователям изучить возможность нанесения наночастиц нового типа на поверхности из текстиля для применения в перевязочных материалах или больничных одеждах.