Новый способ селективной инактивации бактериофагов с использованием полипирроловых наночастиц способствует защите жизненно важных бактериальных культур, не нанося ущерба клеткам.
Бактериофаги — это вирусы, атакующие бактерии, и они могут быть как полезными в медицине и биотехнологиях, так и представлять собой серьезную проблему для лабораторий и производств, где применяются бактериальные культуры (например, в производстве молочных продуктов, виноделии и пивоварении). Они способны незаметно вторгаться в биореакторы, ферментационные установки или лабораторные линии, вызывая разрушение бактерий и потерю ценных партий продукции. Проблема заключается в том, что фаги устойчивы к традиционным дезинфекционным методам и могут проявлять большую живучесть, чем сами бактерии, которые необходимо защищать.
Существующие методы борьбы — высокие температуры, УФ-облучение, агрессивные химические вещества — часто уничтожают не только вирусы, но и полезные бактерии, что делает их неприемлемыми для чувствительных производственных процессов. Именно поэтому исследователи из Института физической химии Польской академии наук предложили новый подход, основанный на электрически заряженных наночастицах. Результаты работы опубликованы в журнале Materals & Design.
Как функционируют наночастицы
Речь идет о полипирроловых наночастицах с диаметром около 50 нм, которые модифицированы отрицательно заряженными карбоксильными группами, что позволяет им селективно взаимодействовать с поверхностными электрическими зарядами бактериофагов. Это обеспечивает их эффективное связывание и инактивацию фагов, при этом не затрагивая бактерии или клетки эукариот. Оптимальное содержание карбоксильных групп на поверхности составляет около 1%, что позволяет достигать инактивации до 95% вирусов в испытаниях.
Такая селективность открывает возможности для защиты биопроцессов без необходимости добавления наноматериалов непосредственно в ферментеры и биореакторы, что уменьшает опасения по поводу безопасности и регуляторные барьеры. В исследованиях также было показано, что выбранные наночастицы совместимы с клетками фибробластов при рабочих концентрациях, то есть обладают низкой цитотоксичностью.
