A-Z ELEKTRO leden / únor 2018

86 | A-Z ELEKTRO | leden/únor 2018 VĚDA A VÝZKUM Foto: RCPTM Rezistenci bakterií vůči nanostříbru lze zabránit Nadějná zpráva pro řešení antibiotické krize: Dokáží si bakterie vytvořit rezistenci na nanočástice stříbra, které se již používají v antibakteriální lokální léčbě nebo jako prevence vzniku bakteriálních infekcí? Odpověď na tuto otázku zjistili vědci z Univerzity Palackého v Olomouci. Kromě popisu unikátního obranného mechanismu bakterií vůči nanostříbru navíc znají i způsob, jak mu zabránit. Převratný objev, který v lednu zveřejnil na titulní straně časopis Nature Nanotechnology, může být zásadní při řešení globální antibiotické krize. D louhodobé nadužívání antibi- otik, které provázelo lékařství zejména na konci minulého století, s sebou přineslo stoupající odolnost bakterií vůči antibiotikům a hrozící ztrátu schopnosti léčit bakteri- ální infekce. Také proto se v posledních letech pozornost chemiků, mikrobiologů i lékařů upíná k nanočásticím stříbra, které se postupně staly součástí desítek komerčních produktů. Detailní popis účinnosti nanočástic stříbra vůči široké škále bakterií včetně vysoce rezistent- ních kmenů přinesli vědci z olomoucké univerzity už v roce 2006 v práci publiko- vané v časopise Americké chemické spo- lečnosti Journal of Physical Chemistry B. Ve vědecké komunitě získala obrovský citační ohlas (přes 1200 citací) a odstartovala doslova boom ve studiu a aplikacích nanostříbra. Donedávna ovšem vědci ani lékaři neznali odpo- věď na otázku, zda si bakterie dokáží vytvořit rezistenci vůči opakovanému používání nanostříbra podobně, jako je tomu u antibiotik. Po zhruba pětile- tém výzkumu ji přinesli až výzkumníci z Regionálního centra pokročilých tech- nologií a materiálů (RCPTM), Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum a Lékařské fakulty Univerzity Palackého. Rezistenci může zabránit extrakt z granátového jablka "Je dobře známo, že nanočástice stříbra ztrácejí svůj antimikrobiální efekt, pokud se začnou shlukovat ve větší částice - agregáty. Zjistili jsme, že právě na tuto Achillovu patu nanočástic do- káží bičíkaté bakterie úspěšně zaútočit. Při opakovaném podání nanostříbra začnou produkovat ze svých bičíků protein flagelin, který nejprve sníží odpudivé síly mezi částicemi a poté jako lepidlo způsobí shlukování nanočástic a následně ztrátu antibakteriálních vlastností, " popsal ojedinělý mecha- nismus rezistence první autor práce Aleš Panáček z RCPTM. Dobrou zprávou je, že obranný me- chanismus nemá genetický podklad, takže si s ním vědci dokáží poradit. „Re- zistenci lze poměrně snadno překonat přidáním látek, které potlačují tvorbu a uvolňování flagelinu. Ty jsou obsaženy například v extraktu z granátového jablka. Pokud se takový extrakt apli- kuje společně s nanočásticemi stříbra, bakterie netvoří flagelin, čímž ztratí odolnost vůči účinkům nanočástic stří- bra,“ vysvětluje Libor Kvítek z RCPTM, který je průkopníkem výzkumu nano- stříbra v Olomouci. Objevený mechanismus olomoučtí vědci považují v době globální antibio- tické krize za dobrou zprávu. Již dříve potvrdili, že antibiotika v kombinaci se stříbrem účinkují i na bakterie, které byly dříve vůči antibiotikům rezistentní. „Ročně umírají stovky tisíc lidí kvůli snížené účinnosti antibiotik na bakterie, které se geneticky pozmění Kultivační destička obsahující citlivý kmen bakterie E. coli a stabilní částice stříbra a (b) destička obsahující rezistentní kmen E. coli a nestabilní agregované částice stříbra (černá sraženina) Srovnání shlukování nestabilních nanočástic stříbra a tvorby sraženiny stříbra působením flagelinu (Ependorfka vlevo na obr. (a) a (b)) se stabilními nanočásticemi stříbra v disperzi (Ependorfka vpravo na obr. (a) a (b)).