銀ナノ粒子を生体適合性のある用量で投与すると、抗生物質に対する細菌の感受性が相乗的に増加する

Silver Nanoparticles at Biocompatible Dosage Synergistically Increases Bacterial Susceptibility to Antibiotics.

• Deepak S Ipe
• P T Sudheesh Kumar
• Robert M Love
• Stephen M Hamlet

抄録

細菌感染症の治療に使用される抗生物質は、時間の経過とともに効果がなくなったり、抗生物質耐性の病原体が出現したりすることがあります。ナノテクノロジーの出現により、銀ナノ粒子（AgNP）は、よく知られている銀の抗菌性により、治療薬として大きな注目を集めています。しかし、有効な抗菌濃度でのナノ粒子の潜在的な細胞毒性については、懸念があり、限られた文献しかありません。グルコース還元硝酸銀から調製したAgNPは、表面プラズモン共鳴、動的光散乱、ゼータ電位分析、透過型電子顕微鏡によって特徴づけられた。AgNPのヒト歯肉線維芽細胞に対する7日間の細胞毒性は、細胞増殖アッセイと共焦点顕微鏡を用いて決定した。グラム陽性およびグラム陰性細菌種を含む9種類の微生物種に対して、AgNPのMICおよび抗菌効果を単独および11種類の抗生物質との組み合わせで測定しました。AgNPs濃度が1μg/mL以下の場合、細胞毒性はなかったが、抗菌作用も認められなかった。しかし、11種類の抗生物質と組み合わせた場合、AgNPsの生体適合性濃度（1μg/mL）は、抗生物質またはAgNPs単独では耐性のある複数の細菌種に対して、細菌の増殖を有意に抑制する結果となった。本研究は、新たな抗菌薬の開発や、新たな抗菌抵抗性に立ち向かう戦略のための有望な戦略を示すものである。

Antibiotics used to treat bacterial infections can become ineffective over time or result in the emergence of antibiotic resistant pathogens. With the advent of nanotechnology, silver nanoparticles (AgNPs) have gained significant attention as a therapeutic agent due to the well-known antimicrobial properties of silver. However, there are concerns and limited literature on the potential cytotoxicity of nanoparticles at effective antimicrobial concentrations. AgNPs prepared from silver nitrate with glucose reduction were characterized by surface plasmon resonance, dynamic light scattering, zeta potential analysis and transmission electron microscopy. The cytotoxicity of AgNPs towards human gingival fibroblasts over 7 days was determined using cell proliferation assays and confocal microscopy. AgNP MIC and antibacterial effects alone and in combination with 11 antibiotics were determined against a panel of nine microbial species including gram-positive and gram-negative bacterial species. AgNPs concentrations ≤ 1 μg/mL were non-cytotoxic but also showed no antibacterial effects. However, when combined with each of eleven antibiotics, the biocompatible concentration of AgNPs (1 μg/mL) resulted in significant inhibition of bacterial growth for multiple bacterial species that were resistant to either the antibiotics or AgNPs alone. This study presents a promising strategy with further testing , to develop novel antimicrobial agents and strategies to confront emerging antimicrobial resistance.

Copyright © 2020 Ipe, Kumar, Love and Hamlet.