Wpływ nanocząstek metali szlachetnych na wzrost Escherichia coli

1. Wpływ nanocząstek metali szlachetnych na wzrost Escherichia coli chorobotwórczych dla zwierząt monogastrycznych – badania in vitro Lepianka A., Sokół J.L., Sawosz E. Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Nauk o Zwierzętach Ciszewskiego 8, 02-786 Warszawa • WSTĘP • Nadmierne użycie antybiotyków powodowane chęcią zwiększenia wskaźników wzrostu zwierząt oraz poprawą wydajności żywieniowej pasz jest jedną z przyczyn destabilizacji mikroflory jelitowej, a w konsekwencji obniżenia odporności zwierząt na zakażenia przewodu pokarmowego wywoływane przez drobnoustroje chorobotwórcze; • Z obawy przed ubocznymi efektami działania antybiotykowych stymulatorów wzrostu zaistniała konieczność ich wycofania z zastosowania w produkcji zwierzęcej i poszukiwania alternatywnych metod ograniczania zachorowalności zwierząt i zwiększania efektów hodowlanych; • W celu przeciwdziałania zasiedlaniu bakterii niepożądanych sugeruje się podawanie zwierzętom preparatów zawierających nanocząstki metali, na przykład srebra, które od dawna znane jest jako czynnik silnie hamujący rozwój bakterii; • Posiadają one specyficzny charakter aktywności i unikalne właściwości (m.in. znaczna i wybiórcza aktywność biologiczna, ogromna powierzchnia czynna, znikoma toksyczność), które gwarantują im skuteczność w zwalczaniu bakterii patogennych; • Stosowane w żywieniu zwierząt jako dodatki paszowe mogłyby pełnić funkcję nie antybiotykowych stymulatorów wzrostu, wzmacniać system immunologiczny organizmu, wpływać na poprawę parametrów produkcyjnych zwierząt, unikając jednocześnie zagrożeń związanych z rozwojem szczepów bakterii lekoopornych. • MATERIAŁ I METODY • Materiał do badań stanowiły: koloidy nanocząstek metali szlachetnych (uzyskane od firmy NANO-TECH, Polska) w stężeniu 50 ppm każdy oraz szczepy patogennych bakterii Escherichia coli (w liczbie 9) wyizolowanych z wycinków narządów wewnętrznych i jelit pobranych od trzech gatunków zwierząt monogastrycznych (koza, świnia, drób). Wyizolowane szczepy przechowywano w 50 µl płynnego podłoża LB z dodatkiem 20% glicerolu, zamrożone w temperaturze -20 st.C. W miarę potrzeby izolaty rozmrażano i ożywiano. • Określenie hamującego wpływu nanocząstek metali szlachetnych na rozwój pałeczek E.coli wiązało się z zastosowaniem różnych koncentracji badanych nanocząstek (0,5;1;5;10;25 i 50 ppm) i polegało na wykonaniu wysiewów z rozcieńczenia 10-5 badanych szczepów bakterii bezpośrednio oraz po upływie 15 minut i 3 godzin od momentu wprowadzenia inokulum do roztworu wody z koloidem nanocząstek metalu i określeniu zmian w liczbie bakterii wyrosłych na płytkach po zakończeniu trwającego 24 godziny okresu inkubacji. WYNIKI Użyte w badaniach in vitro wodne roztwory koloidalne nanocząstek metali szlachetnych w większości hamowały wzrost pałeczek E. coli. Najniższą aktywność antybakteryjną wykazały nanocząstki Au- w przypadku 3 na 9 badanych szczepów E. coli nie stwierdzono bójczego oddziaływania po zastosowaniu koloidalnego roztworu nanocząstek tego metalu w stężeniu 1, 5, 10 i 50 ppm. Najszersze spektrum hamujące wzrost badanych szczepów bakterii patogennych wykazały nanocząstki Ag- już przy stężeniu 5 ppm zaobserwowano znaczący spadek liczby pałeczek E. coli wszystkich testowanych szczepów w porównaniu do kontrolnej czystej kultury tych bakterii. WYNIKI C.D. Naszalkach z posiewami bakterii wykonanymi po 3h od momentu dodania inokulum do wodnego roztworu koloidalnego nanocząstek Ag+Pd o stężeniu ≥5 ppm odnotowano istotne zmniejszanie się liczby żywych komórek E. coli wszystkich badanych szczepów wskaźnikowych w porównaniu do posiewów wykonanych bezpośrednio oraz po 15 minutach. b)