Abstrakt

Przedmiotem opracowania jest analiza udziału białek błony zewnętrznej we wrażliwości bakterii Gram‑ujemnych na nanomateriały srebra. Mechanizm oddziaływania srebra z komórką bakterii najdokładniej opisano dla tej grupy mikroorganizmów. Istnieje kilka teorii dotyczących skuteczności antybakteryjnej jonów srebra i nanosrebra, a przy tym wskazywane są różnice w sposobie ich działania. Białka błony zewnętrznej bakterii Gram‑ujemnych są zaangażowane w pobieranie srebra ze środowiska i mają udział w rozwoju mechanizmów oporności na nanometal. Białka te stanowią mierzalny parametr w fenotypowej reakcji komórek bakterii Gram‑ujemnych na obecność w środowisku nanoform srebra: jego właściwości, składu chemicznego, zawartości, czasu działania. Metody proteomiczne (w tym elektroforeza dwukierunkowa i MALDI TOF) są zatem właściwymi technikami do określania wrażliwości bakterii na srebro oraz zmian jakie zachodzą w błonie zewnętrznej pod wpływem: czasu działania/ekspozycji oraz parametrów fizycznych i chemicznych nanomateriałów srebra. Wiele preparatów zawierających nanosrebro nadal jest na etapie badań w zakresie charakterystyki fizyko‑chemicznej oraz biologicznej aktywności, inne już wdrożono do wielu gałęzi przemysłu. W dobie bardzo dynamicznie rozwijającej się nanotechnologii i wprowadzania na rynek produktów biobójczych, opartych na biologicznie aktywnych nanocząstkach (głównie nanosrebra) istnieje konieczność analizy odpowiedzi komórek bakterii na nanosrebro zróżnicowane pod względem cech fizycznych i chemicznych.

Wstęp

Nanotechnologia jest jedną z najdynamiczniej rozwi‑ jających się nauk w ostatnich latach. Jest interdyscy‑ plinarną nauką, łączącą wiedzę chemików, fizyków, biologów, z którą wiąże się zarówno wielkie nadzieje, jak i obawy. Nanotechnologia zajmuje się projektowa‑ niem, wytwarzaniem, charakterystyką i zastosowaniem cząstek o  bardzo małych rozmiarach – rzędu 10‑9 m. Umożliwia manipulowanie cząstką na poziomie atomów, a wyniki tych działań wywołują różnice we właściwo‑ ściach fizyko‑chemicznych nanomateriałów w porów‑ naniu do ich odpowiedników w skali mikro. Odmienność w cechach fizyko‑chemicznych pozwala na nowe zasto‑ sowania produktów w skali nano. Jednym z głównych wyrobów nanotechnologii, mającym wiele zastosowań w różnych gałęziach przemysłu, jest nanosrebro. Dane statystyczne podają, że w 2014 r. 4% ogólnej produkcji sprzętów, w tym 50% elektroniki i sprzętu w techno‑ logii informacyjnej (information technology, IT), 16% artykułów gospodarstwa domowego zawierało rozwią‑ zania, jakie niesie ze sobą nanotechnologia. W marcu 2011 r. aż 313 produktów dostępnych na amerykańskim rynku konsumenckim zawierało nanocząstki srebra (Ag‑nanoparticles, AgNPs) i liczba ta stale rośnie [20]. Przykładem są produkty farmaceutyczne (maści, kremy, opatrunki), suplementy diety, kosmetyki, tekstylia, środki do dezynfekcji, opakowania żywności, zabawki, artykuły i sprzęt gospodarstwa domowego, czy elektro‑ nika konsumencka [12,20]. Nanosrebro znajduje szero‑ kie zastosowanie również w badaniach biologicznych i w medycynie. Jony srebra są powszechnie używane w medycynie już od wielu lat, a srebro modyfikowane metodami nanotechnologii stwarza nowe możliwości w diagnostyce i terapii wielu chorób. Nanocząstki srebra wykazują aktywność wobec bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, grzybów, wirusów oraz pierwotniaków, a w przeciwieństwie do jonów srebra zachowują biolo‑ giczną aktywność przez wydłużony czas. Aktywność nanocząstek srebra zależy od ich wielkości, kształtów, zawartości srebra i  składu chemicznego nanokompo‑ zytu. Dzięki dużej biologicznej aktywności nanocząstki srebra są dodawane do materiałów opatrunkowych, suplementów diety, cewników, implantów medycznych w celu hamowania rozwoju patogenów i inhibicji tworze‑ nia biofilmu. Nanosrebro jest dodawane do materiałów (wykorzystywanych m.in. do produkcji fartuchów szpi‑ talnych, pościeli, ręczników) w celu redukowania liczby patogenów w środowisku klinicznym. AgNPs jako skład‑ niki kosmetyków przeznaczonych dla osób z problemami skórnymi regulują pracę gruczołów łojowych, nawilżają skórę i zapewniają odpowiednią grubość naskórka, a w przyszłości mogą być dodawane do kosmetyków jako śre‑ dek antyseptyczny i konserwant. Nanosrebro jest coraz częściej stosowane jako dodatek do materiałów służą‑ cych do produkcji bielizny, odzieży sportowej, dywanów, sprzętu komputerowego elektronicznego (np. klawia‑ tur, myszy komputerowych), telefonów komórkowych oraz sprzętu AGD [13]. Przewiduje się, że w przyszło‑ ści zwiększy się wykorzystanie produktów nanotech‑ nologii, w tym nanosrebra, w procesie monitorowania zanieczyszczeń środowiska oraz jego oczyszczania [21]. Związki zawierające nanocząstki srebra immobilizo‑ wane na nieorganicznych nośnikach uważa się obecnie za najskuteczniejsze środki dezynfekcyjne, które są sto‑ sowane na szeroką skalę w systemach dystrybucji wody pitnej. Ponadto AgNPs są wykorzystywane również jako dodatek do produktów spożywczych i licznych tworzyw sztucznych, wykorzystywanych do produkcji zabawek dziecięcych [13,17,21]. Tak szerokie wykorzystanie pro‑ duktów nanotechnologii wymaga oceny ich wpływu na zdrowie ludzi, czy homeostazę ekosystemów. Jednym ze sposobów oceny jest zaproponowana przez nas ocena zmian wrażliwości bakterii na długotrwałe i podprogowe zawartości nanocząstek srebra, mierzona zmianami zachodzącymi w proteomie błony zewnętrznej bakterii.

Mechanizm aktywności jonów Ag + i nanocząstek srebra Ag 0

Działanie srebra na komórkę bakteryjną jest nieswoiste, bo wykazuje aktywność oligodynamiczną względem wielu miejsc docelowych w komórce, w przeciwieństwie do anty‑ biotyków, które charakteryzują się wybiórczym działaniem w stosunku do określonych struktur komórkowych lub procesów komórkowych. Srebro wykazuje dużą skutecz‑ ność zarówno wobec komórek bakterii Gram‑dodatnich, jak i Gram‑ujemnych, jednak ze względu na prowadzony cha‑ rakter badań, artykuł dotyczy wpływu preparatów srebra na komórkę bakterii Gram‑ujemnych i jej odpowiedzi mole‑ kularnej w zakresie zmian w proteomie błony zewnętrznej na skutek poddawania komórek bakterii presji selekcyjnej z zastosowaniem nanoform srebra.

W opinii badaczy [12,13,22,29] najważniejszymi mecha‑ nizmami warunkującymi bakteriobójcze działanie Ag+ jest zdolność wiązania się jonów do osłon komórkowych, niszczenie funkcji błon cytoplazmatycznych, inakty‑ wacja głównych enzymów procesów metabolicznych, oddziaływanie z  kwasami nukleinowymi oraz gene‑ rowanie wytwarzania reaktywnych form tlenu. Mimo intensywnych badań trwa dyskusja nad mechanizmem aktywności przeciwdrobnoustrojowej jonów i nanoczą‑ stek srebra. Istnieją trzy teorie, które w różnym stop‑ niu wskazują na udział nanocząstki i/lub jonów srebra, w mechanizmie antybakteryjnego działania. Porównanie i opis sposobu działania jonów i nanocząstek srebra na komórkę bakterii przedstawiono w tabeli 1.

Białka OMP: budowa, rodzaje, funkcje

Białka błony zewnętrznej (outer membrane prote‑ ins, OMP) są niezbędnym elementem strukturalnym komórki zaangażowanym w zjawisko wrażliwości bak‑ terii Gram‑ujemnych na substancje chemiczne, w tym również metale ciężkie. OMP są swoistym „kanałem komunikacyjnym” bakterii ze środowiskiem zewnętrz‑ nym oraz barierą zabezpieczającą przed negatyw‑ nym wpływem czynników zewnętrznych na komórkę. Różnorodne warunki środowiska, w tym również sztucz‑ nie zaadaptowane przez człowieka, mają wpływ na eks‑ presję białek błony zewnętrznej. Białka OMP ze względu na peryferyczne umiejscowienie w komórce bakteryj‑ nej biorą aktywny udział w  przystosowaniu komórki do zmieniających się warunków habitatu i zajmowania nowych nisz ekologicznych. Zmiana w poziomie ekspre‑ sji genów kodujących białka OMP może się pojawiać jako odpowiedź komórki na obecność w środowisku antybio‑ tyków, metali ciężkich, detergentów, soli czy biocydów. Obecność danego białka lub ich zespołu może być związana z czasem działania i stężeniem czynnika, mającego wpływ na wzrost i rozwój bakterii [1,3].

Synteza OMP odbywa się w cytoplazmie; do ich prze‑ mieszczenia do błony zewnętrznej konieczna jest sekwencja sygnałowa, usuwana z prekursorów białek podczas translokacji przez błonę cytoplazmatyczną przez peptydazę sygnałową. Białka są następnie uwal‑ niane do przestrzeni peryplazmatycznej, gdzie nastę‑ puje ich pofałdowanie przed wbudowaniem w  błonę zewnętrzną. Kolejne etapy biogenezy białek OMP nie są jednak dokładnie poznane. Istnieje hipoteza, że lipopo‑ lisacharyd (lipopolysaccharides, LPS) jest zaangażowany w prawidłowe formowanie OMP i tylko białka wstępnie pofałdowane w kompleksie z LPS mogą być wbudowane w błonę zewnętrzną [3,32].

Białka błony zewnętrznej to najczęściej białka integralne, które spinają dwuwarstwę lipidową lub lipoproteiny, które warunkują stabilność ściany komórkowej i błony zewnętrz‑ nej (np. lipoproteina Brauna). Integralne białka błony zewnętrznej są zbudowane z równoległych do siebie łań‑ cuchów o strukturze β‑harmonijki. Transbłonowe odcinki β‑nici są bogate w glicynę, reszty tryptofanu i tyrozyny, a fałdują się w cylindryczne struktury występujące jako monomery, dimery lub trimery. Wnętrza tych struktur two‑ rzą kanał lub kanały, przez które przechodzą hydrofilowe substancje. Unikalne β‑harmonijki warunkują zasadnicze funkcje błony, takie jak stabilność, integralność i przepusz‑ czalność. Poziom ekspresji białek błonowych jest uzależ‑ niony od potrzeb komórki bakteryjnej i  od czynników środowiska. Białka OMP można podzielić na białka główne (major proteins) oraz białka drugorzędne (minor prote‑ ins). Białka główne występują w komórce w dużej liczbie kopi i należą do nich np.: OmpA, OmpF, OmpX, natomiast do białek drugorzędnych należą m.in. białka FhuA i LamB i ich ekspresja w błonie jest zależna od potrzeb komórki [2,3,32]. Białka OMP bakterii Gram‑ujemnych pełnią nastę‑ pujące funkcje: biorą udział w adhezji, wchodzą w interak‑ cje z komórkami gospodarza będąc czynnikami wirulencji, uczestniczą w interakcjach z układem odpornościowym gospodarza oraz mogą być receptorami dla fagów oraz kolicyn i mikrocyn [3,32]. Masa cząsteczkowa poryn waha się 28‑48 kDa, a kanały tworzone przez poryny w błonie zewnętrznej u różnych bakterii mają średnicę 0,6‑2,3 nm [3]. Pokryte wodą kanały porynowe umożliwiają dyfundo‑ wanie przez nie różnego typu substancji (z wykluczeniem substancji hydrofobowych) o masie cząsteczkowej od kil‑ kuset do około 5 kDa.

Udział białek OMP we wrażliwości i oporności bakterii na jony Ag + i nanocząstki srebra Ag 0

Białka błony zewnętrznej wpływają na wrażliwość bakte‑ rii na jony (Ag+) i nanocząstki srebra. Li i wsp. [18] wyka‑ zali, że mutacje w genach kodujących poryny wpływają na zmiany wrażliwości szczepu E. coli na srebro oraz że poryny są zaangażowane w transport Ag+ . Radzig i wsp. [25] zbadali wpływ mutacji genów kodujących poryny OmpF oraz OmpC na zmiany wrażliwości E. coli na nano‑ cząstki srebra i azotan srebra, AgNO3 . W przypadku azo‑ tanu srebra mutanty pozbawione poryny OmpF i/lub OmpC były bardziej oporne na jony srebra w stosunku do szczepu dzikiego. Dane te wskazują na udział białek porynowych w transporcie srebra do komórki. Wartości minimalnego stężenia hamującego wzrost bakterii (minimal inhibitory concentration, MIC) dla komórek pozbawionych pewnych białek porynowych wskazują na ich większą oporność względem AgNPs w porówna‑ niu z komórkami szczepów dzikich. Komórki z brakiem białek porynowych wykazują 4‑8‑krotny wzrost oporno‑ ści na nanocząstki srebra. To potwierdza wpływ poryn na wrażliwość bakterii na AgNPs [25].

Mechanizmy warunkujące oporność bakterii na metale ciężkie są procesami złożonymi. Powszechne jest występowanie wśród bakterii jednocześnie kilku mechanizmów warunkujących oporność na różne grupy związków, celem przetrwania niekorzystnych warunków środowiska [6,24]. Pierwsza odnotowana wzmianka o bakteriach opornych na jony srebra pocho‑ dzi z 1975 r. i dotyczy determinanty genetycznej uzy‑ skanej ze szczepu Salmonella Typhimurium (plazmidu pMG101), wyizolowanego od pacjentów przebywających na oddziale leczenia poparzeń w Massachusetts General Hospital [27]. Niektóre bakterie wydają się mieć natu‑ ralną oporność na srebro i są izolowane ze środowisk, w których toksyczność srebra może wywierać na mikro‑ organizmy presję selekcyjną. Do takich środowisk można zaliczyć m.in. oddziały szpitalne leczenia oparzeń (sto‑ sowanie sulfadiazyny srebra i azotanu srebra, jako anty‑ septyków), kopalnie srebra oraz zlewnie wód związane z  przemysłem fotograficznym [28]. Geny decydujące o oporności mikroorganizmów na metale ciężkie, w tym srebro, są umiejscowione głównie na plazmidach [27]. Pierwszy opis molekularnych podstaw oporności bak‑ terii na srebro sporządzono na podstawie plazmidu pMG101 (kodującego m.in białka SilCBA, SilF, SilE oraz SilP). Plazmid pMG101 zawierający także geny oporno‑ ści na antybiotyki (ampicylina, chloramfenikol, tetra‑ cyklina, streptomycyna) i metale ciężkie (srebro, rtęć) jest obecnie jedną z najbardziej szczegółowo poznanych struktur warunkujących oporność bakterii na jony sre‑ bra. Białka SilCBA tworzą kompleks błonowy odpowie‑ dzialny za wymianę kationowo‑protonową działającą na zasadzie antyportu. Białko błonowe SilA o długości 1048 aminokwasów i składa się z dwóch domen (cytopla‑ zmatycznej oraz peryplazmatycznej), umożliwiających bezpośredni transport jonów srebra do białka błony zewnętrznej ‑ SilC. Funkcją białka SilB jest łączenie białek SilA oraz SilC w funkcjonalną całość [28]. Percival i wsp. [24] wykazali możliwość transferu plazmidu pMG101 do komórek E. coli. Komórki z nabytą cechą oporności na srebro wykazywały wzrost w sześciokrotnie wyższym stężeniu jonów Ag+ niż szczepy wrażliwe. Bakterie pod‑ dane długotrwałej ekspozycji na wzrastające stęże‑ nia metalu wykazywały zmniejszoną przepuszczalność osłon komórkowych wynikającą z utraty głównych bia‑ łek porynowych oraz aktywnie działający system pomp efflux (obecnie zidentyfikowany jako CusCBFA) [6]. Białko CusC jest białkiem błony zewnętrznej, odpowie‑ dzialnym za aktywny wyrzut jonów Cu2+ oraz Ag+ u E. coli na zewnętrz komórki. W mechanizm warunkujący oporność na metale ciężkie jest zaangażowane również peryplazmatyczne białko SilE, wykazujące 47% podo‑ bieństwa do białka warunkującego oporność na miedź u E. coli ‑ PcoE. Funkcją białka SilE jest wiązanie jonów srebra na powierzchni komórki, zanim przedostaną się do cytoplazmy. Innym białkiem jest peryplazmatyczne białko pomocnicze SilF. Obecnie wiadomo, że białko SilF wykazuje 50% identyczności z białkiem CusF, którego funkcją jest wiązanie jonów srebra i miedzi, a następnie przekazywanie ich do właściwego transportera Cus‑CBA Ag+ /Cu+ działającego na zasadzie pompy efflux. Uważa się, że funkcją białka SilF jest transport jonów srebra do chemiosmotycznej pompy SilBCA [6]. Białko SilP pełni funkcję błonowej ATP‑azy typu P i jest odpowiedzialne za transport jonów srebra z cytoplazmy do przestrzeni peryplazmatycznej. Współdziałanie dwóch pomp efflux, antyportera kationowo‑protonowego SilCBA i błonowej ATPazy typu P z peryplazmatycznym białkiem wiążącym Ag+ , zapewnia komórce silną ochronę przed toksycznym działaniem srebra [7,28]

Odkryte do tej pory mechanizmy oporności na sre‑ bro, dotyczyły jego postaci jonowej. Brak jest nato‑ miast informacji na temat rozwoju oporności na srebro drobnoustrojów poddanych ekspozycji na nanocząstki srebra. Wynika to z  niejednoznaczności w  opisach mechanizmu wrażliwości bakterii na AgNPs. Badania Hsu i wsp. [9] wykazały, że wolne nanocząstki srebra nie wykazują działania antybakteryjnego wobec szczepów mających cechę oporności na jony Ag+ . Jako przyczynę braku aktywności upatruje się zmianę powierzchni aktywnej nanocząstek, wynikającą z  naturalnej ten‑ dencji nanocząstek do agregacji. W celu zniwelowania ograniczenia w postaci agregacji jonów srebra i zba‑ dania rzeczywistej skuteczności AgNPs wobec szcze‑ pów wykazujących oporność na jony Ag+ , Su i wsp. [30] zsyntetyzowali nanocząstki srebra immobilizowane na nośniku krzemowym. Wyniki badań wykazały dużą sku‑ teczność antybakteryjną nanocząstek osadzonych na nośniku wobec szczepu E. coli opornego na jony srebra. W  niskich stężeniach immobilizowane AgNPs znacz‑ nie ograniczyły przeżywalność bakterii, a w wyższych zupełnie go hamowały [13,30]. Antybakteryjna aktyw‑ ność nanoform srebra jest częścią badań prowadzonych od 2004 r. w Zakładzie Mikrobiologii Instytutu Genetyki i Mikrobiologii Uniwersytetu Wrocławskiego. W ramach współpracy z badaczami z Instytutu Niskich Temperatur Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu zaprojekto‑ wano i  zsyntetyzowano nanoformy srebra różniące się właściwościami fizyko‑chemicznymi [11,14,31,33]. Przeanalizowano ich antybakteryjną skuteczność wobec bakterii izolowanych ze środowiska klinicznego z trudno gojących się ran. Wykazano dużą aktywność preparatów srebra immobilizowanych na nośnikach (SiO2 , TiO2 , SiO2 / TiO2, hydroksyapatycie, grafenie) wobec testowanych bakterii: Staphylococcus aureus, Escherichia coli i Klebsiella pneumoniae. Obecność nośnika w  nanokompozycie zapobiega agregacji między atomami srebra, sprzyja zachowaniu dyspersji srebra, a przez to zwiększa jego biologiczną aktywność [4,10,11,14, 31].

Przeprowadzone badania własne dowodzą, że długo‑ trwały kontakt bakterii z  podprogowymi stężeniami srebra zawartego w nanoformach zmienia wrażliwość bakterii, co ma także odniesienie w zmianach zacho‑ dzących w obrębie proteomu błony zewnętrznej bak‑ terii Gram‑ujemnych (dane prezentowane w  postaci doniesienia konferencyjnego [16]). W  komórkach szczepu Enterobacter aerogenes 323 o zmniejszonej wraż‑ liwości na nanosrebro zaobserwowano utratę białka powierzchniowego o masie około 37 kDa, co odpowiada masie poryny OmpA. Natomiast w komórkach szczepu Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 o zmniejszonej wrażli‑ wości na nanosrebro w proteinogramie zaobserwowano pojawienie się nowego białka o masie około 51,4 kDa, co odpowiada masie białka SilC kodowanego przez plazmid pMG101 zawierającego geny warunkujące oporność na jony srebra. Bez wątpienia udowodniono, że wrażliwość bakterii zmienia się w  zależności od czasu działania, stężenia i właściwości fizyko‑chemicznych nanoform srebra. Na podstawie analizy proteinogramów można wnioskować, że wrażliwość bakterii na nanoformy sre‑ bra jest indywidualną cechą każdego mikroorganizmu i zależy od rodzaju oraz postaci użytego nanokompo‑ zytu, jego właściwości fizyko‑chemicznych oraz budowy osłon komórkowych.

Metodyka proteomiczna w analizie wrażliwości bakterii na nanosrebro

Metoda elektroforezy dwuwymiarowej (Two‑Dimensional Electrophoresis, 2‑DE) jest jedną z najbardziej efektyw‑ nych technik rozdziału elektroforetycznego białek i jest powszechnie wykorzystywana w badaniach nad prote‑ omem bakterii. 2‑DE jest wiodącą techniką stosowaną w programach badawczych z zakresu proteomiki i identy‑ fikowania białek z użyciem spektrometrii masowej. 2‑DE wykorzystuje się również do badań nad udziałem białek bakteryjnych w procesach stresu środowiskowego, jakim niewątpliwie jest obecność nanocząstek srebra. Badania te mają na celu zaobserwowanie rearanżacji i zmian w eks‑ presji białek zarówno cytosolowych, jak i membranowych oraz poszukiwanie białka lub grupy białek uczestniczących w odpowiedzi komórki bakteryjnej na czynniki środowi‑ ska zewnętrznego, np. nanocząsteczki srebra. Technikę 2‑DE wykorzystuje się do badania proteomu zarówno bak‑ terii Gram‑dodatnich, jak i Gram‑ujemnych. Lok i wsp. [19] wskazują na różnice w proteinogramach zaistniałe po długotrwałym kontakcie komórek E. coli z nanoformami srebra. Proteinogramy 2‑DE przedstawiają 8 białek, dla których geny wykazują silniejszą ekspresję w wyniku eks‑ pozycji komórki E. coli na działanie nanosrebra. W wyniku identyfikacji rozdzielonych elektroforetycznie białek OMP techniką MALDI TOF (matrix assisted laser desorption ionization time of flight) zostały wyróżnione białka błony zewnętrznej OmpA, OmpC i OmpF, OppA, MetQ oraz białka IbpA, IbpB i podjednostka rybosomu 30S S6.

He i  wsp. [8] opisują zmiany w  profilu proteomicz‑ nym Pseudomonas aeruginosa zachodzące w komórkach bakterii w  wyniku kontaktu z  nanoczastkami srebra immobilizowanymi na nośniku grafenowym. Analiza elektroforetyczna, przeprowadzona z  użyciem 2‑DE wykazała ekspresję, pod wpływem działania nanocząstek srebra 7 genów P. aeruginosa, ekspresja 8 genów została zmniejszona, natomiast 9 genów zahamowana, w porów‑ naniu ze szczepem dzikim P. aeruginosa [8].

Podsumowanie

Szeroko rozpowszechnione zastosowanie nano‑ cząstek srebra w  otoczeniu człowieka wymaga wnikliwej analizy wrażliwości bakterii na stosowane preparaty, jej zmienności pod wpływem czynników środowiska, takich jak: stężenie, czas działania, cechy fizyczne i chemiczne nanokompozytów. Ocenie pod‑ legać powinny nie tylko procesy związane z  pro‑ dukcją nanocząstek srebra, ich optymalizacją, ale także oddziaływanie nanomateriałów na organizmy żywe i środowisko po ich długotrwałym stosowaniu. Przedstawiony przegląd literatury dowodzi udziału białek błony zewnętrznej we wrażliwości bakterii Gram‑ujemnych na nanocząstki srebra oraz wyznacza dalsze szlaki badawcze skoncentrowane na poznaniu zależności cech fizyko-chemicznych nanomateriałów i zmian we wrażliwości bakterii.

Przypisy

• 1. Achouak W., Heulin T., Pages J.M.: Multiple facets of bacterialporins. FEMS Microbiol. Lett., 2001; 199: 1‑7
  Google Scholar
• 2. Baj J., Markiewicz Z.: Biologia molekularna bakterii. PWN,Warszawa, 2007; 45‑56
  Google Scholar
• 3. Bugla‑Płoskońska G., Futoma‑Kołoch B., Doroszkiewicz W.: Rolabiałek błony zewnętrznej w oddziaływaniach bakterii Gram‑ujem‑nych z organizmem gospodarza. Postępy Mikrobiol., 2007; 46:139‑152
  Google Scholar
• 4. Bugla‑Płoskońska G., Leszkiewicz A., Borak B., Jasiorski M.,Drulis‑Kawa Z., Baszczuk A., Maruszewski K., Doroszkiewicz W.:Bactericidal properties of silica particles with silver islands lo‑cated on the surface. Int. J. Antimicrob. Agents, 2007; 29: 746‑748
  Google Scholar
• 5. Fabrega J., Fawcett S.R., Renshaw J.C., Lead J.R.; Silver nanopar‑ticle impact on bacterial growth: Effect of pH, concentration, andorganic matter. Env. Sci. Tech., 2009; 43: 7285‑7290
  Google Scholar
• 6. Franke S., Grass G., Rensing C., Nies D.H.: Molecular analysisof the copper‑transporting efflux system CusCFBA of Escherichiacoli. J. Bacteriol., 2003; 185: 3804‑3812
  Google Scholar
• 7. Gupta A., Phung L.T., Taylor D.E., Silver S.: Diversity of silverresistance genes in IncH incompatibility group plasmid. Micro‑biology, 2001; 147: 3393‑3402
  Google Scholar
• 8. He T., Liu H., Zhou Y., Yang J., Cheng X., Shi H.: Antibacterialeffect and proteomic analysis of graphene‑based silver nanopar‑ticles on a pathogenic bacterium Pseudomonas aeruginosa. Biomet‑als, 2014; 27: 673 ‑682
  Google Scholar
• 9. Hsu S.H., Tseng H.J., Lin Y.C.: The biocompatibility and anti‑bacterial properties of waterborne polyurethane‑silver nanocom‑posites. Biomaterials, 2010; 31: 6796‑6808
  Google Scholar
• 10. Jasiorski M., Leszkiewicz A., Brzeziński S., Bugla‑PłoskońskaG., Malinowska G., Borak B., Karbownik I., Baszczuk A., Stręk W.,Doroszkiewicz W.: Textile with silver silica spheres: its antimi‑crobial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus.J. Sol‑Gel Sci. Technol., 2009; 51: 330‑334
  Google Scholar
• 11. Kędziora A., Gerasymchuk Y., Sroka E., Bugla‑Płoskońska G.,Doroszkiewicz W., Rybak Z., Hreniak D.C., Wilgusz R., Stręk W.A.:Wykorzystanie materiałów opartych na częściowo redukowanymtlenku grafenu z nanocząstkami srebra jako środków bakterio‑statycznych i bakteriobójczych. Polim. Med., 2013; 43: 129‑134
  Google Scholar
• 12. Kędziora A., Gorzelańczyk K., Bugla‑Płoskońska G.: Positiveand negative aspects of silver nanoparticles usage. Biol. Int., 2013;53: 67‑76
  Google Scholar
• 13. Kędziora A., Sobik K.: Oporność bakterii na srebro – problemstary, czy nowy? Kosmos, 2013; 62: 301
  Google Scholar
• 14. KędzioraA., Stręk W., Kępinski L., Bugla‑PłoskońskaG., Dorosz‑kiewicz W.: Synthesis and antibacterial activity of novel titaniumdioxide doped with silver. J. Sol‑Gel. Sci. Technol., 2012; 62: 79‑86
  Google Scholar
• 15. Koebnik R., Locher K.P., Van Gelder P.: Structure and functionof bacterial outer membrane proteins: barrels in a nutshell. Mol.Microbiol., 2000; 37: 239‑253
  Google Scholar
• 16. Krzyżewska E.,Kędziora A., Dudek B., Pawlak A., Strek W., Do‑roszkiewicz W., Bugla‑Płoskońska G.: Analiza zmian w proteomiebłony zewnętrznej K. pneumoniae i E. aerogenes po długotrwałejekspozycji na nanocząstki srebra różniące się parametrami fizy‑ko‑chemicznymi. III Ogólnopolska Konferencja Naukowo‑Szko‑leniowa „Wektory i patogeny w przeszłości i przyszłości” 2014;Wrocław
  Google Scholar
• 17. Langauer‑Lewowicka H., Pawlas K.: Nanocząstki, nanotech‑nologia – potencjalne zagrożenia środowiskowe i zawodowe. En‑viron. Med., 2014; 17: 7‑14
  Google Scholar
• 18. Li X.Z., Nikaido H., Williams K.E.: Silver‑resistant mutantsof Escherichia coli display active efflux of Ag+ and are deficient inporins. J. Bacteriol., 1997; 179: 6127‑6132
  Google Scholar
• 19. Lok C.N., Ho C.M., Chen R., He Q.Y., Yu W.Y., Sun H., Tam P.K.,Chiu J.F., Che C.M.: Proteomic analysis of the mode of antibacterialaction of silver nanoparticles. J. Proteome Res., 2006; 5: 916‑924
  Google Scholar
• 20. Mijnendonckx K., Leys N., Mahillon J., Silver S., Van Houdt R.:Antimicrobial silver: uses, toxicity and potential for resistance.Biometals, 2013; 26: 609‑621
  Google Scholar
• 21. Mroczek‑Sosnowska N., Jaworski S., Siennicka A., Gondek A.:Unikalne właściwości nanocząstek srebra. Polskie Drobiarstwo,2013; 2: 6‑8
  Google Scholar
• 22. Navarro E., Piccapietra F., Wagner B., Marconi F., Kaegi R.,Odzak N., Sigg L., Behra L.: Toxicity of silver nanoparticles toChlamydomonas reinhardtii. Env. Sci. Tech., 2008; 42: 8959‑8964
  Google Scholar
• 23. Pal S., Tak Y.K., Song J.M.: Does the antibacterial activity ofsilver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle?A study of the Gram‑negative bacterium Escherichia coli. Appl.Environ. Microbiol., 2007; 73: 1712‑1720
  Google Scholar
• 24. Percival S.L., Bowler P.G., Russell D.: Bacterial resistance tosilver in wound care. J. Hosp. Infect., 2005; 60: 1‑7
  Google Scholar
• 25. Radzig M.A., Nadtochenko V.A., Koksharova O.A., Kiwi J., Lipa‑sova V.A., Khmel I.A.: Antibacterial effects of silver nanoparticleson gram‑negative bacteria: influence on the growth and biofilmsformation, mechanisms of action. Colloids Surf. B Biointerfaces,2013; 102: 300‑306
  Google Scholar
• 26. RCSB Protein Data Bank. http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do (05.02.2015)
  Google Scholar
• 27. Silver S.: Bacterial resistances to toxic metal ions ‑ a review.Gene, 1996; 179: 9‑19
  Google Scholar
• 28. Silver S.: Bacterial silver resistance: molecular biology anduses and misuses of silver compounds. FEMS Microbiol. Rev., 2003;27: 341‑353
  Google Scholar
• 29. Sotiriou G.A., Pratsinis S.E.: Antibacterial activity of nanosil‑ver ions and particles. Environ. Sci. Technol., 2010; 44: 5649‑5654
  Google Scholar
• 30. Su H.L., Lin S.H., Wei J.C., Pao I.C., Chiao S.H., Huang C.C., LinS.Z., Lin J.J.: Novel nanohybrids of silver particles on clay platelets for inhibiting silver‑resistant bacteria. PLoS One, 2011; 6: e21125
  Google Scholar
• 31. Wiglusz R.J., Kędziora A., Łukowiak A, Doroszkiewicz W., StrekW.: Hydroxyapatites and europium(III) doped hydroxyapatites asa carrier of silver nanoparticles and their antimicrobial activity.J. Biomed. Nanotechnol., 2012; 8: 605‑612
  Google Scholar
• 32. Witkowska D., Bartyś A., Gamian A.: Białka osłony komórkowejpałeczek jelitowych i ich udział w patogenności oraz odpornościprzeciwbakteryjnej. Postępy Hig. Med. Dośw., 2009; 63: 176‑199
  Google Scholar
• 33. Wysocka K., Leszkiewicz A., Kowalczyk J., Stręk W., Doroszkie‑wicz W., Podbielska H.: Nanomateriały krzemionkowe domieszko‑wane srebrem i ich możliwe zastosowania w biomedycynie. ActaBio‑Opt. Inf. Med., 2007; 13: 180‑183
  Google Scholar

Pełna treść artykułu