HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC HẠT NANO BẠC ĐƯỢC TỔNG HỢP TỪ CHIẾT XUẤT CÂY Terminalia mantaly (cây bàng Madagasca)

1. Giới thiệu

Áp lực dịch bệnh và tỉ lệ tử vong do bệnh tật hiện gia tăng toàn cầu, đi kèm với sự đa đề kháng thuốc của vi khuẩn, là một mối lo ngại lớn cho sức khỏe cộng đồng. Việc này đòi hỏi những giải pháp thay thế để giải quyết tình hình. Các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên đã cho thấy tiềm năng trong việc “chiến đấu” với những căn bệnh đáng sợ nhất, đồng thời chúng hoạt động như một nguồn hợp chất có hoạt tính sinh học hiệu quả, có thể được dùng như các chất kháng khuẩn. Bằng việc làm giảm các ion kim loại và bao phủ các hạt nano để hình thành các hạt nano mang hoạt tính sinh học (biogenic nanoparticles NPs), các sản phẩm này mang lại hiệu quả kháng khuẩn được ghi nhận rõ rệt.

Nghiên cứu này tìm hểu về việc sử dụng chiết xuất từ cây Terminalia mantaly (TM_ cây bàng Đài Loan, bàng Madagasca) cho sự tổng hợp các hạt nano bạc mang hoạt tính sinh học (biogenic silver NPs_ TM-AgNPs) và đánh giá khả năng kháng khuẩn của chúng. Các hạt nano bạc (AgNPs) đã cho thấy tác dụng tuyệt vời trong việc tiêu diệt vi khuẩn và chống lại một phạm vi các vi sinh vật, bao gồm các chủng cho thấy mức độ đề kháng kháng sinh nghiêm trọng, như Bacillus subtilis, Escherichia coli, Neisseria gonorrhoeae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus và Streptococcus faecalis.

NPs với thành phần riêng biệt và kích thước nhỏ sẽ làm tăng hiệu quả và sinh khả dụng của chất kháng khuẩn. Có nhiều quy trình tổng hợp các hạt nano bạc, nhưng quy trình “xanh” nhất và kì vọng nhất được biết đến là sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên, với cách làm tinh giản, tiết kiệm chi phí, dễ dàng mở rộng, thân thiện với môi trường, và đồng thời mang lại rủi ro độc tính thấp nhất cho con người. Các sản phẩm tự nhiên được sử dụng một cách rộng rãi, vừa như một chất làm giảm, vừa như một chất bao phủ, nhằm ngăn ngừa sự kết tụ vi khuẩn và gia tăng tính ổn định của các NPs được tổng hợp. Cơ chế kháng khuẩn của AgNPs vẫn chưa được hiểu rõ; có ý kiến cho rằng kích thước nhỏ của chúng giúp gia tăng stress do oxi hóa (oxidative stress), bằng cách tạo ra các gốc oxi tự do (reactive oxygen species) hoặc tấn công vào các axit béo của màng tế bào vi khuẩn, với kết quả gây tăng các chuỗi phản ứng oxi hóa-khử lipid. AgNPs khi đã xâm nhập vào được bên trong tế bào vi khuẩn sẽ đánh sập các cấu trúc nội bào và các phân tử sinh học, hệ quả làm chết tế bào vi sinh vật.

Nghiên cứu này báo cáo về sự tổng hợp AgNPs từ chiết xuất nước và metanol của cây bàng TM và đánh giá khả năng kháng khuẩn của chiết xuất TM và AgNPs.

2. Phương pháp tiến hành

Các hạt nano bạc được tổng hợp từ sự khử AgNO3 cùng với chiết xuất TM dạng nước và metanol. Một số kĩ thuật được sử dụng để mô tả tính chất của các TM-AgNPs (UV–visible (UV-vis) spectrophotometry, Dynamic Light Scattering DLS, Transmission Electron Microscopy, và Fourier Transform Infrared FTIR). Khả năng kháng khuẩn của các chiết xuất Terminalia mantaly và TM-AgNPs được thực hiện với 8 chủng vi khuẩn được thể hiện dưới bảng.

3. Kết quả về tính kháng khuẩn của các chiết xuất TM và AgNPs

Tác dụng kháng khuẩn được thực hiện trên hai vi khuẩn Gram dương và sáu vi khuẩn Gram âm. Nồng độ kháng khuẩn được dùng là 500 µg/mL chiết xuất các TM và 12.5 µg/mL TM-AgNPs. Kết quả cho thấy có bốn nhóm bao gồm aTML-AgNPs-25°C, aTML-AgNPs-70°C, aTMSB-AgNPs-25°C và mTMSB ức chế khả năng sinh trưởng với số liệu ấn tượng.  aTML-AgNPs-25°C và aTML-AgNPs-70°C ức chế cả tám chủng, trong khi aTMSB-AgNPs-70°C và mTMSB cho tỉ lệ ức chế lần lượt 80% và 50%. Nhìn chung, ba chủng K. pneumoniae, H. influenzae and S. flexneri nhạy cảm với nhiều nhóm chiết xuất Tm và AgNPs nhất. Kết quả về hoạt động của các chiết xuất TM và AgNPs được thể hiện ở bảng dưới.

Chú thích:

• Reactive oxygen species: một loại phân tử không ổn định chứa oxi và dễ dàng tương tác với các phân tử trong tế bào. Sự gia tăng của các phân tử này có thể gây tổn thương DNA, RNA, và protein, đồng thời có thể gây chết tế bào. Chúng là các gốc tự do, còn được gọi là các gốc oxi tự do.
• NPs: nanoparticles (các hạt nano)
• a: aquetous extract (chiết xuất nước)
• m: methanolic extract (chiết xuất metanol)
• TML: TM leaf extract (chiết xuất từ lá cây)
• TMR: TM root extract (chiết xuất rễ cây)
• TMSB: TM stem bark extract (chiết xuất vỏ cây)

Bài viết gốc: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6875292/

Tác giả: Trúc Vân