Антибактериальная активность положительно заряженных углеродных квантовых точек без выявляемого формирования устойчивости при заживлении ран с сочетанной бактериальной инфекцией

Широкая распространённость бактериальных инфекций и распространение антибиотикорезистентности представляют всё более серьёзную угрозу для населения и требуют разработки новых антибактериальных стратегий. Углеродные квантовые точки (CQD) широко исследуются благодаря их флуоресцентным и каталитическим свойствам, а также потенциальным биомедицинским функциям, включая стерилизацию. Однако понимание взаимодействия CQD с бактериями, механизмов антибактериального действия и риска формирования устойчивости к ним остаётся недостаточным. В настоящей работе простым одностадийным методом были получены положительно заряженные углеродные квантовые точки (PC-CQD), которые могут использоваться как антибактериальное средство широкого спектра действия. PC-CQD проявляли выраженную антибактериальную активность в отношении всех исследованных грамположительных, грамотрицательных и антибиотикорезистентных бактерий. Изучение механизма действия показало, что небольшие PC-CQD, функционализированные группами -NH и -NH, прочно адгезируются к мембране бактериальных клеток. Кроме того, проникновение PC-CQD вызывало конформационные изменения в генах бактерий и образование активных форм кислорода. Оценка безопасности показала, что PC-CQD не вызывали выявляемого формирования лекарственной устойчивости или гемолиза. Кроме того, PC-CQD эффективно усиливали антибактериальное лечение инфицированных смешанной культурой Staphylococcus aureus и Escherichia coli ран у крыс и обладали низкой токсичностью in vivo. Эти результаты свидетельствуют о том, что PC-CQD могут стать перспективным антибактериальным средством для лечения ран при сложных бактериальных инфекциях, включая инфекции, вызванные устойчивыми бактериями.2