Современные достижения и механистические представления об антибактериальной и антибиоплёночной активности, а также цитотоксичности наночастиц серебра

Значительный рост числа патогенных бактерий с множественной лекарственной устойчивостью представляет серьёзную угрозу для здоровья населения во всём мире. Недавно Центры по контролю и профилактике заболеваний сообщили, что в будущем число смертей от бактериальных инфекций может превысить число смертей от рака. Для борьбы с этими смертельно опасными бактериальными инфекциями можно использовать наноматериалы, особенно наночастицы серебра (AgNPs) небольшого размера (≤10 нм). Однако высокая реакционная способность, нестабильность, склонность к быстрому окислению и цитотоксичность остаются существенными недостатками, ограничивающими их внедрение и клиническое применение. В этом обзоре рассматриваются различные подходы к применению AgNPs для эрадикации бактериальных инфекций, а также подробно анализируются механизмы действия и современные достижения в изучении антибактериальной, антибиоплёночной активности и цитотоксичности AgNPs как in vitro, так и in vivo. Механизм антимикробного действия включает четыре этапа: (i) адгезию AgNPs к клеточной стенке или мембране и её повреждение; (ii) проникновение внутрь клетки и внутриклеточное повреждение; (iii) развитие окислительного стресса; (iv) модуляцию сигнальных путей. Подробно описаны многочисленные факторы, влияющие на бактерицидную активность AgNPs, включая форму, размер, кристалличность, pH и покрытие или заряд поверхности. В обзоре также рассматриваются антимикробная фотодинамическая терапия и роль самих AgNPs по сравнению с высвобождением ионов Ag+ в бактерицидном действии. Кроме того, кратко обсуждаются различные методы синтеза AgNPs.