Nanocząstki, które można złączyć z bakteriami i grzybami, a potem usunąć za pomocą magnesu, wytworzyli naukowcy z Białegostoku. Dzięki wynalazkowi łatwiej będzie pozbyć się bakterii z moczu czy śliny, szybko identyfikować patogeny, a nawet oczyszczać wodę.
Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Bacteria. Fot. NIAID / Flickr
Nanocząstki o rozmiarach sięgających jednej miliardowej metra są wykorzystywane przez naukowców do najróżniejszych celów. Zespół badawczy z Uniwersytetu w Białymstoku oraz Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku chce użyć wytworzone nanocząstki do wychwytywania chorobotwórczych bakterii (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa i Staphylococcus aureus) oraz grzybów - drożdżaków (Candida albicans).
"Otrzymaliśmy nanocząstki o właściwościach super paramagnetycznych. Oznacza to, że swoje właściwości magnetyczne zyskują dopiero wtedy, gdy znajdują się w obecności pola magnetycznego, czyli kiedy obok nich umieścimy magnes. Wtedy ulegają one aglomeracji - łączą się ze sobą" - mówi jedna z autorek wynalazku, dr Agnieszka Wilczewska z Uniwersytetu w Białymstoku.
Nanocząstki pokryte są specjalnymi powłokami, które umożliwiają im wyłapywanie bakterii i grzybów. "Modyfikujemy je w różny sposób: przez powłoki polimerowe, powłoki złote i potem badamy jak wpływają na poszczególne drobnoustroje. Opatentowaliśmy już dwa rodzaje nanocząstek, a teraz prowadzimy badania nad kolejnymi" - opisuje dr Wilczewska.
Dzięki metodzie opracowanej przez naukowców z Białegostoku można oczyścić jakiś roztwór dodając do niego nanocząstki, a one same połączą się z patogenami. W procesie tym dochodzi do oddziaływania elementów ściany komórkowej patogenów z powierzchnią nanocząstek. "Na podstawie badań stwierdziliśmy, że nanocząstki działają na tyle silnie, że pole magnetyczne jest w stanie pociągnąć takie układy do ścian naczynia/magnesu, dzięki czemu możemy je zgromadzić w jednym miejscu, a potem usunąć" - tłumaczy dr Wilczewska.
Ten sposób separacji mikroorganizmów może mieć szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny i przemysłu. "Zakażenia bakteryjne i grzybicze są dziś dużym problemem. Dlatego szuka się nie tylko samych substancji bakteriobójczych czy grzybobójczych, ale też metod pozwalających nam na usunięcie tych patogenów ze środowiska" - zaznacza badaczka.
Magnetyczna separacja może być stosowana przy usuwaniu bakterii z próbek materiału biologicznego: moczu, krwi, płynu mózgowo-rdzeniowego, śliny i ewentualnie do szybkiej identyfikacji patogenów zgromadzonych na nanocząstkach podczas separacji. Dodatkowo, w celach medycznych może służyć do oczyszczania rurek inhalacyjnych, ustników, protez zębowych, cewników, wzierników i innych sprzętów wielokrotnego użycia, które mają kontakt z materiałem biologicznym.
"Metodę można zastosować również w celach przemysłowych, m.in. przy uzdatnianiu wody, co może zredukować koszty oczyszczania przy zachowaniu, lub nawet poprawie parametrów biologicznych wody. Tutaj konieczne byłoby jednak opracowanie technologii na szeroką skalę" - przyznaje dr Wilczewska.
Podczas całego procesu nanocząstki nie ulegają destrukcji, dzięki czemu mogą być stosowane wielokrotnie i nie tracą swoich właściwości. "Bakterie możemy więc usunąć i potem zastosować nanocząstki ponownie. Czy to będzie opłacalne, to już oddzielna sprawa" - dodaje.
Metoda opracowana przez pomysłodawczynię metody - dr Katarzynę Niemirowicz - oraz prof. Halinę Car z Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, dr hab. Izabelę Święcicką i dr Agnieszkę Wilczewską z Uniwersytetu w Białymstoku uzyskała ochronę patentową w kraju.
Nowa metoda usuwania bakterii czy grzybów, prostsza i tańsza w porównaniu z wcześniejszymi, na razie nie budzi zainteresowania. "Nie wiemy jak będzie ze sprzedażą praw, czy będą chętni na licencję. Kiedy patent był zgłaszany, była to bardzo nowa metoda. Jednak w minionym czasie pojawiło się bardzo dużo nowych publikacji w tej dziedzinie" - przyznaje dr Wilczewska.
