Biosynthèse et activité antibactérienne de nanoparticules d'argent utilisant l'extrait de levure comme agents réducteurs et coiffants

Introduction

Les infections résistantes aux médicaments sont une cause majeure de décès et ont entraîné un risque grave pour la santé publique. De plus, la résistance croissante aux médicaments antimicrobiens est en train de devenir un problème urgent en médecine [1]. Un certain nombre de souches de Staphylococcus aureus sont résistantes à la méthicilline et sont la principale cause d'infections acquises en milieu hospitalier. En outre, d'autres bactéries résistantes aux antibiotiques comprennent Neisseria gonorrhoeae résistante à la pénicilline et Escherichia coli multirésistants aux médicaments (E. coli ) [2, 3]. Les principaux mécanismes de résistance sont l'augmentation de l'efflux et la diminution de l'absorption des antibiotiques [4]. Un autre mécanisme de résistance aux médicaments est l'expression d'enzymes qui modifient la structure moléculaire des antibiotiques [5]. Bien que beaucoup d'efforts aient été concentrés sur le développement de la prochaine génération d'agents antimicrobiens, il existe un besoin accru de méthodes de désinfection supérieures.

Les nanoparticules d'argent (Ag NPs) ont été utilisées dans de nombreuses applications, telles que les transporteurs de protéines, les radiosensibilisateurs, l'amélioration de l'efficacité des piles à combustible solaires et les agents antibactériens [6,7,8]. Les nanoparticules, y compris les nanoparticules contenant des métaux, les Ag NPs sont les plus largement utilisées comme agents antimicrobiens [9]. En réalité, les nanoparticules d'argent ont montré une activité antimicrobienne significative contre les souches bactériennes mais une cytotoxicité négligeable pour les cellules animales [10, 11]. De plus, les Ag NPs ont montré une activité antimicrobienne contre les champignons, certains virus et les souches bactériennes résistantes aux antibiotiques. En ce qui concerne leur mécanisme d'action, la suppression de la réplication de l'ADN, le blocage de la différence de potentiel électrique nécessaire dans les membranes cytoplasmiques et la suppression de la chaîne respiratoire sont les principaux mécanismes d'action des Ag NP. Ainsi, la taille, la structure de surface et les formes contrôlées des Ag NPs jouent un rôle crucial dans leur activité antimicrobienne et d'autres applications. La méthode générale de préparation des Ag NPs implique la réduction des ions argent en présence d'un tensioactif approprié pour obtenir la croissance contrôlée des Ag NPs [12]. La majorité des agents réducteurs et tensioactifs présentent une cytotoxicité pour les cellules des tissus humains et peuvent potentiellement provoquer une contamination de l'environnement. Par conséquent, davantage d'efforts dans le développement de méthodes vertes pour la préparation de NP d'Ag à forme contrôlée sont essentiels.

Dans ce travail, nous présentons une nouvelle voie pour la biosynthèse des Ag NPs en utilisant un extrait de levure. Au cours du processus, l'extrait de levure fournit des agents réducteurs et coiffants, notamment des acides aminés, des vitamines et des glucides, tandis que les ions d'argent servent d'accepteur d'électrons. En conséquence, la stabilité favorable apportée par les agents de coiffage organiques en surface, les Ag NPs monodispersées, peut être conservée pendant plus d'un an sans précipitation. Il a été constaté que les Ag NPs présentaient une activité antibactérienne supérieure par rapport à l'ampicilline contre E résistant à l'ampicilline. coli cellules. Par rapport aux méthodes de synthèse conventionnelles, l'approche de biosynthèse présentée ici est biocompatible, rentable et sans danger pour l'environnement. De plus, les Ag NPs de forme contrôlée et bien dispersées ont montré de bons effets antibactériens envers E. coli .

Méthodes

Matériaux

Nitrate d'argent (AgNO₃ ), saccharose (C₁₂ H₂₂ O₁₁ ), le chlorure de sodium (NaCl) et l'hydroxyde de sodium (NaOH) ont été achetés auprès de Sinopharm Co., Ltd. La levure de boulangerie sèche a été obtenue auprès de AB/MAURI Co., Ltd. E. coli a été acheté auprès de TransGen Biotech Co., Ltd. Le kit CellTiter 96® Aqueous One Solution Cell Proliferation Assay (MTS) a été acheté auprès de Promega Biotech Co., Ltd. Plasmide pcDNA3.4, 1 x tampon d'échantillon NuPAGE® LDS, Eagle modifié par Dulbecco le milieu (DMEM) et le sérum de veau fœtal (FBS) ont été achetés auprès de Thermo Fisher Scientific Inc. Les milieux ampicilline et Luria-Bertani (LB) ont été achetés auprès de Sangon Biotech Co., Ltd. Tous les produits chimiques étaient des réactifs analytiques et utilisés sans autre purification. De l'eau ultrapure désionisée (18,2 MΩ.cm) a été utilisée tout au long des expériences.

Synthèse des Ag NPs

Les cellules de levure stockées ont été inoculées dans du milieu Luria-Bertani (LB) et secouées à environ 150 rpm pendant une nuit à 25 °C pour l'activation. Ensuite, les cellules de levure activées ont été lavées avec une solution saline à 0,9 % et dispersées dans une solution de saccharose à 2 % sous agitation à environ 150 tr/min pendant 6 h à 25°C. Enfin, l'extrait de levure acellulaire a été collecté pour la biosynthèse des Ag NPs par centrifugation à 2000 rpm pendant 5 min. Au cours du processus de biosynthèse, la valeur du pH de l'extrait de levure a été ajustée à 10 avec une solution de NaOH, puis l'AgNO₃ solution a été progressivement ajoutée à la solution ci-dessus sous agitation magnétique vigoureuse. Enfin, les Ag NPs obtenues ont été dialysées avec des membranes de dialyse de 1 kDa pendant 5 jours et lyophilisées pour une caractérisation plus poussée.

Caractérisations

Des images de microscopie électronique à transmission (MET) d'Ag NPs ont été observées au microscope JEM-2100 avec une tension d'accélération de 200 kV (JEOL, Japon). Des images de microscopie électronique à balayage (MEB) ont été obtenues sur un microscope électronique à balayage Carl Zeiss ULTRA plus (Carl Zeiss, Allemagne) équipé d'un spectromètre à dispersion d'énergie (EDS) fonctionnant à 20 kV. Les spectres d'absorption ultraviolet-visible (UV-Vis) ont été enregistrés sur un spectrophotomètre Lambda 950 UV/Vis/NIR (Perkin-Elmer, USA). Les diagrammes de diffraction des rayons X sur poudre (XRD) ont été obtenus à l'aide d'un instrument D8 Advance (Bruker, Allemagne). La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) a été enregistrée à partir de 4000-500 cm ⁻¹ avec des échantillons préparés sous forme de pastilles de KBr sur un spectromètre FTIR Vertex 70 (Bruker, Allemagne). Le potentiel zêta des Ag NPs a été mesuré avec un Malvern Zeta Nano ZS-90 (Malvern, Royaume-Uni) à 25 °C. Les éléments de surface sur les Ag NPs ont été identifiés par spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS) en utilisant un instrument Kratos AXIS Ultra DLD avec une source monochromatique Al Kα (1486,6 eV) (Shimadzu, Japon). Les composants d'acides aminés ont été analysés avec un analyseur d'acides aminés à grande vitesse L-8900 (Hitachi, Japon).

Test de cytotoxicité cellulaire

Pour explorer la biocompatibilité des Ag NPs préparés, un test MTS a été utilisé pour évaluer la cytotoxicité cellulaire des Ag NPs [13]. Les cellules Cos-7 ont été cultivées dans du DMEM additionné de 10% de milieu complet FBS dans un incubateur à atmosphère humidifiée contenant 5% de CO₂ à 37°C. Les cellules ont été étalées dans des plaques à fond plat à 96 puits à une densité de 10 000 cellules par puits et cultivées pendant 24h. Ensuite, le milieu de croissance a été remplacé par du milieu DMEM frais contenant différentes concentrations de Ag NPs. Après incubation pendant 24 heures supplémentaires, les cellules relativement viables ont été déterminées par MTS. L'absorbance a été mesurée à 490  nm en utilisant un lecteur de microplaques SpectraMax® M5 (Molecular Devices, USA). Des cellules non traitées dans du milieu DMEM ont été utilisées comme contrôle.

Dosage SDS-PAGE

Une SDS-PAGE standard a été réalisée avec un gel de séparation à 10 % (p/v) et un gel d'empilement à 4 %. Les échantillons ont été bouillis pendant 5 min avec 1 x NuPAGE® LDS Sample Buffer et centrifugés à 12 000 tpm pendant 5 min avant application sur les gels. Le marqueur protéique standard a été utilisé comme témoin de référence. Les gels ont été colorés avec 0,5% de bleu de Coomassie. Les images des gels ont été enregistrées avec GelDoc XR ⁺ systèmes d'imagerie sur gel (Bio-Rad, États-Unis).

Études sur l'activité antimicrobienne

Pour déterminer l'activité antimicrobienne, les Ag NPs synthétisés ont été testés pour l'activité bactéricide contre E. coli [14]. Une seule colonie de E. coli a été cultivé pendant une nuit à 37°C dans du milieu LB sur un agitateur orbital à 150 rpm. Les colonies ont été ajustées à une DO de 0,01 à 0,02 à 600  nm avec du milieu LB frais. Ensuite, 100 μL de dilutions en série d'Ag NPs ont été versés sur des microplaques à 96 puits. Les microplaques ont ensuite été ensemencées avec 100 μL de E dilué. coli solution et incubée pendant 16 h à 37 °C. La viabilité de E. coli a été déterminée par la mesure de l'absorbance à 600 nm avec un lecteur de microplaques SpectraMax® M5 (Molecular Devices, USA). Une analyse de l'évolution dans le temps a été effectuée pour évaluer la sensibilité antibactérienne contre E. coli heures supplémentaires. Enfin, 100 μL de E. coli solution a été ajoutée à des tubes stériles contenant 10 et 20  μg/mL Ag NPs, respectivement. L'absorbance à 600 nm a été mesurée avec un lecteur de microplaques SpectraMax® M5 (Molecular Devices, USA) après 1, 2, 4 et 6 h.

Le test d'unités formant des colonies a été introduit pour étudier les Ag NPs contre les cellules bactériennes résistantes aux antibiotiques. E. coli exprime de manière stable le plasmide pcDNA3.4 contenant le gène de la -lactamase qui confère la résistance à l'ampicilline comme modèle. Lorsque la résistance à l'ampicilline E. coli (E. coli -Amp ⁺ ) les cellules ont atteint une croissance en phase logarithmique, le E. coli -Amp ⁺ les cellules ont été cultivées dans la plaque de gélose LB dans le traitement avec de l'ampicilline seule ou dans le traitement combiné avec des Ag NP et incubées à 37 °C pendant 18 h. Le nombre de E. coli -Amp ⁺ les colonies formées sur les plaques LB ont été calculées. Tous les tests ont été effectués au moins trois fois.

Résultats et discussion

Synthèse des Ag NPs

Comme illustré schématiquement dans le schéma 1, la préparation des Ag NPs a commencé par l'auto-assemblage de biomolécules dans l'extrait de levure pour former des micelles de levure. Ensuite, Ag ⁺ a été réduite in situ par les agents réducteurs dans l'extrait de levure, y compris les acides aminés, les vitamines et les glucides. Les nanoparticules d'Ag formées ont été stabilisées par les biomolécules. Le revêtement de surface sur les Ag NPs a amélioré l'affinité envers la membrane bactérienne, augmentant la perméabilité de la paroi cellulaire. L'interaction entre les Ag NP et le peptidoglycane a modifié la configuration du peptidoglycane, conduisant finalement au processus d'apoptose pour endommager les bactéries.

Proposition d'illustration schématique de la biosynthèse des Ag NPs

Caractérisation structurelle des Ag NPs

Comme le montre la figure 1a, l'image SEM typique a montré que les Ag NPs synthétisés ont une forme sphérique et une taille fine. L'EDX a confirmé la formation d'Ag NPs (Fig. 1b). Un fort pic d'absorption optique a été observé à environ 3 keV, qui est un pic d'absorption optique typique des nanocristallites d'argent pour la résonance plasmonique de surface. Les quantités mineures d'oxygène et de carbone pourraient être attribuées à la fine couche de recouvrement organique sur les Ag NPs synthétisés. La réaction de AgNO₃ solution avec NaOH conduit à la formation d'une petite quantité d'Ag₂ O. Par conséquent, une petite quantité d'O peut également être attribuée à la présence d'Ag₂ O. La morphologie et la taille des Ag NPs ont été davantage caractérisées par MET haute résolution (HRTEM). Les Ag NPs avaient un diamètre de 10,3 à 18,9 nm (Fig. 1c), avec une taille moyenne de 13,8  nm (Fig. 1d). La taille, la forme et la chimie de surface des Ag NPs ont montré un effet important sur l'activité antimicrobienne. La taille plus petite et la surface plus élevée ont permis aux Ag NPs de mieux interagir avec la membrane bactérienne pour une activité antimicrobienne encore améliorée [15,16,17]. Les franges claires du réseau dans l'image HRTEM ont montré un espacement des franges de 0,15 nm (Fig. 2a), ce qui correspond aux (220) plans de l'argent. Comme le montre la figure 2b, la nature cristalline des Ag NPs a été démontrée par les modèles typiques de diffraction à zone sélectionnée (SAED), où les anneaux circulaires brillants correspondent aux (311), (220), (200) et ( 111) avions [18, 19].

un Image SEM d'émission de champ de Ag NPs, b Spectre EDX des Ag NPs, c Image MET des Ag NPs, et d distribution en taille des Ag NPs

un Franges de réseau de Ag NPs dans l'image HR-TEM, b anneaux circulaires de Ag NPs à partir des modèles typiques de diffraction à zone sélectionnée (SAED)

Le spectre UV-Vis des Ag NPs présentait un fort pic à 418  nm, qui était dû à la résonance plasmonique de surface (Fig. 3a). Une solution jaune de Ag NPs synthétisés est montrée sur la figure 3b, ce qui indique la formation de Ag NPs. L'analyse du modèle XRD des Ag NPs synthétisés a montré quatre pics intenses à 77,36°, 64,30°, 43,52° et 38,16°, correspondant aux plans (311), (220), (200) et (111) pour l'argent, respectivement (Fig. 3c). Les données ont été confirmées par les données d'argent standard de la carte JCPDS n° 04-0783 [20]. Le modèle XRD a démontré la nature cristalline des Ag NPs synthétisés, en accord avec un rapport précédent [21]. L'analyse FTIR a été utilisée pour caractériser et identifier les biomolécules potentielles sur les Ag NPs synthétisées (Fig. 3d). La large bande à 3405 cm ⁻¹ correspond à l'étirement -OH [22]. Le pic le plus faible à 2915 cm ⁻¹ est attribuée à la vibration d'étirement -CH2. La bande à 1655 cm ⁻¹ dans l'extrait de levure est due à la vibration d'étirement C=O des fragments carboxyle, et cette bande passe à 1573 cm ⁻¹ dans les Ag NPs, en raison de l'interaction entre les fragments carboxyle et les Ag NPs [23]. Le pic pointu à 1375 cm ⁻¹ est attribuée à la vibration d'étirement C-N. Les bandes à 1048 cm ⁻¹ et 1083 cm ⁻¹ sont attribuées aux vibrations d'étirement de C–O–C et C–OH, respectivement [24, 25]. Ces résultats ont démontré que les biomolécules de l'extrait de levure étaient responsables de la biosynthèse des Ag NPs. Le revêtement de surface sur les Ag NPs a affecté l'affinité envers la membrane bactérienne [26, 27]. Les états des Ag NPs ont été davantage caractérisés par XPS. Comme le montre la figure 4a, le balayage complet du spectre XPS avec des pics clairs a été attribué à C 1s , Ag 3d , Ag 3p , Ag 3s , et O 1s . L'Ag 3d (5/2) et Ag 3d (3/2) des pics ont été observés à des énergies de liaison d'environ 368,5 et 374,5  eV, respectivement (Fig. 4b). Cette valeur de séparation d'énergie de 6,0  eV a démontré la formation de NPs d'Ag [28, 29].

un Spectre UV-Vis des Ag NPs, b photo de Ag NPs synthétisés, c Modèle XRD des Ag NPs, et d Spectre FTIR des Ag NPs et extrait de levure

un L'analyse complète du spectre XPS des Ag NPs et b le spectre Ag 3d XPS

La charge de surface des Ag NPs a été déterminée par l'instrument Malvern Zeta Nano ZS-90, qui est un paramètre important de stabilité et de dispersion des solutions colloïdales. Le potentiel zêta est le potentiel électrostatique de surface à la frontière entre la couche diffuse et la couche compacte de nanoparticules, et qui est un indicateur pour les applications des polymères biomédicaux [30]. Comme le montre le fichier supplémentaire 1 :Fig. S1, à une valeur de pH inférieure de 3, le potentiel zêta des Ag NPs a révélé une charge légèrement négative (− 3,2 mV). Le potentiel zêta des Ag NPs a diminué de façon monotone de −12,1 mV à pH 7,0 à −24,4 mV à pH 11,0, ce qui a confirmé les groupes chargés négativement à la surface des Ag NPs. Gao et al. ont rapporté que la dispersion et la stabilité des Ag NPs sont principalement attribuées à la charge de surface [31]. La présence de groupes chargés négativement améliore la stabilité et la dispersion des Ag NPs dans les solutions aqueuses [32].

Cytotoxicité des Ag NPs et analyse des biomolécules

La biocompatibilité des Ag NPs synthétisés est importante pour leur application biomédicale ultérieure. Pour étudier la cytotoxicité des Ag NPs, la viabilité cellulaire des cellules Cos-7 a été détectée par le test MTS. Les cellules Cos-7 ont été incubées avec des Ag NPs à différentes concentrations pendant 24h. Comme le montre la figure 5a, aucune cytotoxicité significative n'a été révélée lorsque les cellules ont été traitées avec les Ag NP à des concentrations aussi élevées que 200  μg/mL. On peut conclure que les Ag NPs ont montré une cytotoxicité négligeable et une bonne biocompatibilité envers les cellules Cos-7.

un Cytotoxicité des Ag NPs dans les cellules Cos-7 et, b Analyse SDS-PAGE. Piste 1 :contrôle du tampon de chargement. Pistes 2 à 4 :Ag NPs synthétisés. Piste 5 :extrait de levure centrifugé à 8000 rpm

Pour explorer les mécanismes de synthèse des Ag NPs synthétisés, nous avons analysé des biomolécules à la surface des Ag NPs et extrait de levure. Comme le montre la figure 5b, l'analyse SDS-PAGE n'a montré aucune protéine détectable ou marginale à la surface des Ag NP synthétisés ou dans l'extrait de levure. Nous avons en outre déterminé les biomolécules dans l'extrait de levure avec un analyseur d'acides aminés à grande vitesse. Comme résumé dans le fichier supplémentaire 1 :Tableau S1 d'informations à l'appui, il existe environ 22 types d'acides aminés dans l'extrait de levure qui sont riches en acide glutamique, acide γ-aminobutyrique, ornement et acide alpha-linolénique. Le point isoélectrique de ces acides aminés est d'environ 6, sauf ceux de la lysine et de l'arginine sont d'environ 10~11. De plus, une variété de composants contenant −NH₂ , tels que l'urée, l'ammoniac, l'asparagine et la glutamine, pourraient être trouvés. Les biomolécules d'acides aminés réducteurs, d'acide alpha-linolénique et d'hydrates de carbone dans l'extrait de levure ont un rôle important dans la formation des Ag NPs. Il a été rapporté que la réductase dépendante du NADH [33, 34] ou l'enzyme nitrate réductase est impliquée dans le processus de réduction [35, 36, 37] dans la biosynthèse des Ag NP via l'extrait de micro-organisme.

Les biomolécules de l'extrait de levure jouent un rôle déterminant dans la formation des Ag NPs en les protégeant de l'agrégation. Les stabilisants des biomolécules aident à prévenir les réactions redondantes entre les Ag NPs [38]. Les molécules amphotères d'acides aminés contiennent à la fois des groupes basiques et acides. La charge nette de ces composés d'acides aminés peut être négative ou positive en fonction des changements de pH de la solution d'extrait de levure, ce qui affecte davantage la capacité de liaison lors de la synthèse des Ag NPs [39]. Dans la solution alcaline, les acides aminés à la surface des Ag NP portent des charges négatives nettes qui maximisent les interactions de répulsion électrostatique [40,41,42]. Les biomolécules de l'extrait de levure agissent comme un agent de coiffage et jouent un rôle clé dans le contrôle de la distribution de la taille, de la forme et de la morphologie dans la formation des Ag NP. La valeur du pH est un facteur important ayant un effet sur la synthèse contrôlée des Ag NPs dans l'étude. Lorsque la valeur du pH est inférieure à 7, la nucléation se produit à un faible taux. Ag NPs peut être formé en quelques minutes à des valeurs de pH plus élevées, et la taille des particules diminue avec l'augmentation des valeurs de pH de la solution. L'équilibre optimal a été démontré entre les processus de croissance et de nucléation [43]. Les Ag NPs instables et agglomérés toujours présentés dans le processus de réduction de solutions avec des valeurs de pH extrêmes (> 11) [44].

Activité antibactérienne

E. coli a été largement évalué pour l'activité antimicrobienne des Ag NPs. La croissance de E. coli en présence ou en l'absence d'Ag NPs prouve la capacité antimicrobienne. Comme le montre la figure 6a, les Ag NP synthétisés ont présenté une activité antibactérienne significative d'une manière dépendante de la concentration contre E. coli . Le test d'inhibition de croissance a démontré une réduction complète de E. coli à des concentrations d'Ag NP supérieures à 20,0  μg/mL par rapport au témoin négatif. La demi-concentration inhibitrice (CE₅₀ ) des Ag NP était de 13,4 µg/mL. La dose de 20,0  μg/mL Ag NPs a montré un effet antibactérien significatif contre E. coli pendant toute la durée du test, tandis que les NP d'Ag à 10,0  μg/mL ont montré un effet inhibiteur partiel (Fig. 6b).

un L'inhibition de la croissance de E. coli et b analyse temporelle de l'effet antibactérien

Afin de déterminer si les Ag NP affectent réellement les cellules bactériennes résistantes aux antibiotiques, nous avons évalué l'activité antibactérienne des Ag NP contre E résistant à l'ampicilline. coli par dosage des unités formatrices de colonies. E. coli -Amp ⁺ exprime de manière stable un nombre élevé de copies du plasmide pcDNA3.4 contenant le gène de la -lactamase qui confère une résistance à l'ampicilline à E. coli [45][i>. Le E. coli -Amp ⁺ les cellules ont été cultivées dans la plaque de gélose LB dans le traitement avec de l'ampicilline seule ou dans le traitement combiné avec des Ag NP. L'activité inhibitrice des Ag NPs préparées est présentée sur la figure 7. Il a été noté que les Ag NPs en traitement combiné avec l'ampicilline présentaient une activité antibactérienne supérieure par rapport à l'ampicilline seule. En revanche, le traitement par l'ampicilline seule n'a pas d'activité inhibitrice sur E. coli -Amp ⁺ . La thérapie combinée d'antibiotiques et d'Ag NPs fournit une stratégie complémentaire pour vaincre les cellules bactériennes résistantes aux antibiotiques, ce qui améliore encore les approches thérapeutiques actuelles. Les résultats globaux présentés dans cette étude contribuent au développement d'inhibiteurs antibactériens alternatifs pour traiter les infections bactériennes causées par des souches bactériennes multirésistantes.

La croissance de E. coli -Amp ⁺ en traitement par ampicilline seule (50 μg/mL) ou en association avec Ag NPs (25 μg/mL). un Haute densité et b faible densité de E. coli -Amp ⁺ cellules

Il existe un grand besoin de nouveaux médicaments dotés de mécanismes différents pour lutter contre la résistance bactérienne. En raison de leur puissante activité antimicrobienne, les Ag NP ont été utilisées dans des produits médicaux, des produits de soins personnels et des textiles. Il existe de multiples mécanismes par lesquels Ag NP combat la résistance microbienne [46]. Les Ag NPs se sont accumulées à la surface de la membrane bactérienne, augmentant la perméabilité de la paroi cellulaire. L'interaction entre les Ag NPs et le peptidoglycane a modifié la configuration du peptidoglycane et ainsi endommagé la membrane bactérienne [47]. Les caractéristiques de forme, de structure de surface, de morphologie, de dispersité et de biocompatibilité des Ag NPs ont un rôle important dans leur activité antimicrobienne.

Conclusions

Nous rapportons ici une nouvelle méthode de biosynthèse pour la préparation d'Ag NPs en utilisant l'extrait de levure. Les micelles de levure se sont formées lorsque l'Ag ⁺ solution a été mélangée avec l'extrait de levure. Les biomolécules bioréductrices jouent un rôle majeur dans la réduction de l'Ag ⁺ . De plus, les biomolécules offrent une stabilité favorable, une monodispersité et une distribution de taille contrôlable pour les Ag NPs synthétisés, présentant une bonne stabilité pendant plus d'un an sans précipitation. L'analyse des acides aminés à grande vitesse a révélé que l'extrait de levure est riche en biomolécules, notamment en acides aminés, en acide alpha-linolénique et en acide aminobutyrique. Les Ag NPs présentaient une activité antibactérienne significative d'une manière dépendante de la concentration contre E. coli . Le test d'inhibition de croissance a démontré une réduction complète de E. coli à des concentrations d'Ag NPs supérieures à 20,0  μg/mL. Les Ag NPs en traitement combiné avec l'ampicilline présentent une activité antibactérienne supérieure par rapport à l'ampicilline seule contre E résistant à l'ampicilline. coli (E. coli -Amp ⁺ ) cellules. Les revêtements de surface sur les Ag NPs ont amélioré l'affinité envers la membrane bactérienne et augmenté la perméabilité de la paroi cellulaire. L'interaction entre les Ag NP et le peptidoglycane a modifié la configuration du peptidoglycane et a finalement conduit à l'apoptose des bactéries. De plus, ces Ag NP stabilisées par les biomolécules présentaient une faible cytotoxicité et une bonne biocompatibilité vis-à-vis des cellules Cos-7.

Disponibilité des données et des matériaux

Les ensembles de données soutenant les conclusions de cette étude actuelle sont disponibles auprès des auteurs correspondants sur demande raisonnable.

Abréviations

NP Ag :

Nanoparticules d'argent

DMEM :

Milieu Eagle modifié de Dulbecco

E. coli :

Escherichia coli

EDS :

Spectromètre à dispersion d'énergie

FBS :

Sérum fœtal bovin

FTIR :

Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier

HRTEM :

TEM haute résolution

LB :

Luria-Bertani

SAED :

Diffraction sur zone sélectionnée

SEM :

Microscopie électronique à balayage

TEM :

Microscopie électronique à transmission

UV-Vis :

Ultraviolet-visible

XRD :

Diffraction des rayons X sur poudre