Chronic exposure to battery nanomaterial leads to resistant bacteria — ABC Chemicals

Shewanella onedensis MR-1 адаптируется к средам, пронизанным сложными наночастицами оксида металла

Chronic exposure to battery nanomaterial leads to resistant bacteria - ABC Chemicals

Исследователи в США сообщили о первых доказательствах постоянной резистентности бактерий после воздействия наночастиц, которые не предназначались в качестве антибактериальных агентов.1

Команда под руководством Эрина Карлсона из Университета Миннесоты изучала последствия хронического воздействия наночастиц LiИксNiYМиннесотаZКолорадо1-YZО2 (NMC), материал катода батареи, обычно используемый в электромобилях, на бактерии Shewanella onedensis MR-1. Этот вид почвы, донных отложений и воды обычно используется в качестве модельной системы для экологических исследований. Его способность восстанавливать ионы металлов указывает на то, что он, вероятно, будет присутствовать в окружающей среде, загрязненной наночастицами, такими как NMC.

Предыдущая работа показала, что острое воздействие NMC нарушало рост населения и дыхание в S. oneidensis MR-1.2 В настоящее время команда Карлсона смоделировала хроническое воздействие на окружающую среду путем выращивания нескольких поколений бактерий в средах с добавлением NMC. Они нашли S. oneidensis MR-1 быстро адаптировался, чтобы выжить в гораздо более высоких концентрациях NMC. Адаптация сохранялась даже после нескольких поколений S. oneidensis MR-1 затем вырос в нетронутых средах, что означает, что он развил постоянное сопротивление.

Это открытие было неожиданным — наночастицы NMC не предназначены для противомикробного действия, и это первый пример стабильной устойчивости бактерий к наночастицам на основе металлов, отличным от антимикробного серебра. «Я думаю, что нас больше всего удивило то, что устойчивость к наночастицам является более устойчивой, чем устойчивость только к металлам. При остром воздействии было невозможно определить различия между токсичностью наночастиц и их конститутивных ионов металлов. Однако при изучении NMC по сравнению с ионно-резистентными популяциями различия стали более очевидными », — объясняет Карлсон. В адаптированных популяциях воздействие NMC оказалось более сложным для роста бактерий, чем только конститутивные ионы. Помимо различия в токсичности, были различия в длине бактерий и степени филаментации между популяциями, устойчивыми к NMC и ионам.

Chronic exposure to battery nanomaterial leads to resistant bacteria - ABC Chemicals

«Это исследование показывает, что бактерии могут взаимодействовать как с наночастицами, так и с продуктами их растворения, создавая устойчивость через различные механизмы. Этот вывод имеет решающее значение для понимания потенциала наноматериалов в изменении микробиома окружающей среды », — комментирует Винсент Ротелло, эксперт по бионанотехнологии в Массачусетском университете в США. «Результаты также показывают, что воздействие наноматериалов на окружающую среду может повлиять на их терапевтические последствия, подчеркивая взаимосвязь между окружающей средой и медициной».

«Понимая изменения в этом организме, мы сможем определить, имеют ли другие организмы аналогичные системы, чтобы знать, есть ли у них вероятность проявления сопротивления или, по крайней мере, какой-либо толерантности», — говорит Карлсон. «Несмотря на то, что эти бактерии смогли выдержать воздействие, наши первоначальные данные показывают, что их биохимическое состояние и морфология изменились. Это может изменить их роль в местной среде, а это означает, что основные питательные вещества, которые этот организм помогает обрабатывать для других зависимых существ, или даже организмов, которые могут предшествовать этим бактериям, будут в бедственном положении. Более того, в окружающей среде существует здоровый баланс микробов. Если хотя бы один из этих ключевых игроков восприимчив к токсичности наночастиц — независимо от того, умирают они или развивают резистентность — и слишком сильно изменяются, все другие микробы могут быть затронуты, что увеличивает масштаб воздействия ».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *