Авторы исследования разработали гидрогелевое вещество с наночастицами серебра в составе, с помощью применения которого они смогли достичь полной эрадикации двух наиболее распространенных бактериальный патогенов, вызывающих средний отит.
Применение гидрогеля с наночастицами серебра было связано только с гибелью патогенов S. pneumoniae и H. influenzae, но не с цитотоксичностью для модельных клеточных линий.
Введение [1]
Средний отит – одно из наиболее распространенных среди педиатрических пациентов возрастом до 24 месяцев заболеваний. Так, к пятилетнему возрасту 95% детей в США как минимум один раз сталкивались со средним отитом. Более половины случаев среднего отита связаны с бактериальной инфекцией, вызванной S. pneumoniae и/или H. influenzae. Пероральные антибиотики – один из основных методов лечения среднего отита, в результате чего средний отит представляет собой наиболее частую причину назначения антибиотиков детям в США. При этом уровень системного воздействия антибиотиков усугубляется возросшей антибиотикорезистентностью патогенов. В связи с этим необходима разработка современных подходов к лечению среднего отита, которые позволят достичь эрадикации бактериальных возбудителей, но при этом не обладают недостатками системных антибиотиков.
Дизайн исследования [1]
Исследователи получили стабильные наночастицы серебра (AgNP) путем восстановления ионов серебра в присутствии стабилизатора поливинилпирролидона (PVP). Для демонстрации их антимикробной эффективности in vitro были проведены эксперименты с S. pneumoniae, H. influenzae и S. mutans. S. mutans – один из микроорганизмов, населяющих полость рта. Колонизация S. mutans в ротовой полости коррелирует с колонизацией S. pneumoniae в носоглотке и потому представляет интерес в контексте лечения среднего отита. Для демонстрации биосовместимости эксперименты с культурами дермальных фибробластов человека и и линии клеток Adh PC-12 (линия клеток феохромоцитомы, используемая для проверки нейротоксичности).
Результаты исследования[1]
Была показана антимикробная активность AgNP в отношении H. influenzae (средняя полуингибирующая доза [IC50] составила 28.72 мкМ, или ~4.88 мкг/мл, Рисунок 1). Антимикробная активность AgNP-PVP была сравнима с таковой у амоксициллина, кларитромицина и азитромицина. Примечательно, что антимикробная активность AgNP-PVP была выше, чем у AgNP, что, вероятно, объясняется фактом стабилизации наночастиц серебра в гидрогеле. В отличие от низкомолекулярных антибиотиков эффективность AgNP и AgNP-PVP против S. pneumoniae была выше, чем против H. influenzae (IC50 17.88 мкМ, или ~2.99 мкг/мл, и 4.14 мкМ, или 0.70 мкг/мл, соответственно). AgNP показали незначительную цитотоксичность в диапазоне концентраций 0-100 мкМ, что значительно превышало минимальную ингибирующую концентрацию для всех изученных видов бактерий. Цитотоксичность AgNP-PVP также наблюдалась при дозах, значительно превышающих минимальные ингибирующие дозы, что свидетельствует о безопасности состава при эффективных действующих концентрациях.
Рисунок 1. Полуингибирующие и минимальные ингибирующие дозы AgNP и AgNP-PVP [1]
Заключение
Таким образом, гидрогель на основе поливинилпирролидона с наночастицами серебра обладает биосовместимостью, а также эффективностью в отношении патогенов, вызывающих средний отит. Применение данной разработки в лечении среднего отита может позволить обойти проблемы, связанные с применением системных антибиотиков.
Использованные источники
1. Ma X, Lang J, Chen P, Yang R. Silver Nanoparticles as an Effective Antimicrobial against Otitis Media Pathogens. AlChE J. 2021;67(12):e17468. doi: 10.1002/aic.17468