Nanoparticule d'argentu (AgNPs) sò cunsiderate cum'è un strumentu potenziale utile per u cuntrollu di diversi patogeni.Tuttavia, ci sò preoccupazioni per a liberazione di AgNP in i media ambientali, postu chì ponu generà effetti negativi per a salute umana è l'effetti ecologichi.In questu studiu, avemu sviluppatu è evaluatu un novu colloide hibridu magneticu di dimensione micrometrica (MHC) decoratu cù AgNP di diverse dimensioni (AgNP-MHCs).Dopu esse appiicati per a disinfezione, queste particelle ponu esse facilmente recuperate da i medii ambientali utilizendu e so proprietà magnetiche è fermanu efficace per inattivà i patogeni virali.Avemu evaluatu l'efficacità di AgNP-MHCs per l'inattivazione di bacteriophage ϕX174, murine norovirus (MNV) è adenovirus serotype 2 (AdV2).Questi virus target sò stati esposti à AgNP-MHCs per 1, 3 è 6 h à 25 ° C è dopu analizati per analisi di placca è TaqMan PCR in tempu reale.L'AgNP-MHC sò stati esposti à una larga gamma di livelli di pH è à l'acqua di robba è di a superficia per valutà i so effetti antivirali in diverse cundizioni ambientali.Trà i trè tippi di AgNP-MHCs testati, Ag30-MHCs hà mostratu a più alta efficacità per inattivà i virus.U ϕX174 è MNV sò stati ridotti da più di 2 log10 dopu l'esposizione à 4.6 × 109 Ag30-MHCs / ml per 1 h.Questi risultati indicanu chì l'AgNP-MHCs puderia esse usatu per inattivà i patogeni virali cù una probabilità minima di liberazione potenziale in l'ambiente.

Cù i recenti avanzati in a nanotecnologia, i nanoparticuli anu ricivutu più attenzione in u mondu sanu in i campi di a biotecnologia, a medicina è a salute publica.1,2).A causa di u so altu rapportu superficia-volume, i materiali nano-sized, tipicamente chì varienu da 10 à 500 nm, anu proprietà fisicochimiche uniche cumparatu cù quelli di materiali più grandi (1).A forma è a dimensione di i nanomateriali ponu esse cuntrullati, è i gruppi funziunali specifichi ponu esse cunjugati nantu à a so superficia per attivà l'interazzione cù certe proteini o l'assunzione intracellulare.3,–5).

Nanoparticuli d'argentu (AgNPs) sò stati assai studiati cum'è agenti antimicrobichi (6).L'argentu hè utilizatu in a creazione di cuttuli fini, per l'ornamentu è in l'agenti terapèuti.I cumposti d'argentu cum'è a sulfadiazina d'argentu è certi sali sò stati utilizati com'è prudutti di cura di ferite è trattamenti per e malatie infettive per via di e so proprietà antimicrobiche.6,7).Studi recenti anu revelatu chì l'AgNP sò assai efficaci per inattivà diversi tipi di batteri è virus (8,–11).AgNPs e ioni Ag+ rilasciati da AgNP interagiscono direttamente con biomolecole contenenti fosforo o zolfo, inclusi DNA, RNA e proteine.12,–14).Hè statu ancu dimustratu per generà spezie reattive di l'ossigenu (ROS), chì causanu danni à a membrana in i microorganisimi (15).A dimensione, a forma è a cuncentrazione di AgNP sò ancu fatturi impurtanti chì affettanu e so capacità antimicrobiche (8,10,13,16,17).

Studi precedenti anu ancu evidenziatu parechji prublemi quandu AgNP sò usati per cuntrullà i patogeni in un ambiente acqua.Prima, i studii esistenti nantu à l'efficacità di l'AgNP per l'inattivazione di i patogeni virali in l'acqua sò limitati.Inoltre, l'AgNP monodispersi sò tipicamente sughjetti à l'aggregazione di particelle-particella per via di a so piccula dimensione è di a grande superficie, è questi aggregati riducenu l'efficacità di l'AgNP contr'à i patogeni microbichi.7).Infine, AgNPs sò stati dimustrati per avè diversi effetti citotossichi (5,18,–20), è a liberazione di AgNPs in un ambiente di l'acqua puderia risultatu in a salute umana è i prublemi ecologichi.

Recentemente, avemu sviluppatu un novu colloide hibridu magneticu (MHC) di dimensione micrometrica decoratu cù AgNPs di diverse dimensioni (21,22).U core MHC pò esse usatu per ricuperà i composti AgNP da l'ambiente.Avemu valutatu l'efficacità antivirale di queste nanoparticelle d'argentu nantu à MHCs (AgNP-MHCs) utilizendu bacteriophage ϕX174, norovirus murinu (MNV) è adenovirus in diverse cundizioni ambientali.

Effetti antivirali di AgNP-MHCs à diverse concentrazioni contr'à u bacteriophage ϕX174 (a), MNV (b) è AdV2 (c).I virus di destinazione sò stati trattati cù diverse cuncentrazioni di AgNP-MHCs, è cù OH-MHCs (4,6 × 109 particles / ml) cum'è cuntrollu, in un incubatore agitatu (150 rpm, 1 h, 25 ° C).U metudu di test di placca hè stata utilizata per misurà i virus sopravviventi.I valori sò media ± deviazioni standard (SD) da trè esperimenti indipendenti.L'asterischi indicanu valori significativamente differenti (P< 0,05 par ANOVA à sens unique avec le test de Dunnett).

Stu studiu hà dimustratu chì AgNP-MHCs sò efficaci per l'inattivazione di bacteriophages è MNV, un surrogatu per u norovirus umanu, in l'acqua.Inoltre, AgNP-MHCs ponu esse facilmente recuperati cù un magnetu, impediscendu efficacemente a liberazione di AgNPs potenzialmente tossichi in l'ambiente.Una quantità di studii precedenti anu dimustratu chì a cuncentrazione è a dimensione di particella di AgNP sò fattori critichi per inattivazione di u microorganismu miratu.8,16,17).L'effetti antimicrobiali di AgNPs dipende ancu di u tipu di microorganismu.L'efficacità di AgNP-MHCs per l'inattivazione di ϕX174 seguita una relazione di dosa-risposta.Trà l'AgNP-MHCs pruvati, l'Ag30-MHCs anu avutu una efficacità più altu per l'inattivazione di ϕX174 è MNV.Per MNV, solu Ag30-MHCs mostrava attività antivirale, cù l'altri AgNP-MHCs ùn generanu alcuna inattivazione significativa di MNV.Nisunu di l'AgNP-MHCs hà avutu alcuna attività antivirale significativa contru AdV2.

In più di a dimensione di particella, a cuncentrazione di l'argentu in l'AgNP-MHCs era ancu impurtante.A cuncentrazione di argentu pareva per determinà l'efficacità di l'effetti antivirali di AgNP-MHCs.I cuncentrazioni d'argentu in suluzione di Ag07-MHCs è Ag30-MHCs à 4.6 × 109 particles / ml eranu 28.75 ppm è 200 ppm, rispettivamente, è correlate cù u livellu di l'attività antivirale.Tabella 2riassume i cuncentrazioni d'argentu è e superfici di l'AgNP-MHCs testati.Ag07-MHCs mostrava l'attività antivirale più bassa è avianu a concentrazione d'argentu è a superficia più bassa, suggerenu chì queste proprietà sò ligati à l'attività antivirale di AgNP-MHCs.

U nostru studiu precedente hà indicatu chì i meccanismi antimicrobichi maiò di AgNP-MHC sò l'astrazione chimica di ioni Mg2+ o Ca2+ da e membrane microbiche, a creazione di cumplessi cù gruppi tioli situati à e membrane, è a generazione di spezie reattive di l'ossigenu (ROS) (21).Perchè AgNP-MHCs anu una dimensione di particella relativamente grande (~ 500 nm), hè improbabile chì ponu penetrà una capside virali.Invece, AgNP-MHCs parenu interagisce cù proteine ​​​​di superfici virali.AgNPs nantu à i cumposti tendenu à unisce biomoleculi chì cuntenenu gruppi di tioli incrustati in e proteine ​​​​di i virus.Dunque, e proprietà biochimiche di e proteine ​​​​di capside virali sò impurtanti per determinà a so suscettibilità à AgNP-MHCs.Figura 1mostra e diverse susceptibilità di i virus à l'effetti di AgNP-MHCs.I bacteriophages ϕX174 è MNV eranu suscettibili à AgNP-MHCs, ma AdV2 era resistente.L'altu livellu di resistenza di AdV2 hè prubabile di esse assuciatu cù a so dimensione è a struttura.L'adenovirus varianu in dimensioni da 70 à 100 nm (30), chì li rende assai più grande di ϕX174 (27 à 33 nm) è MNV (28 à 35 nm) (31,32).In più di a so grande dimensione, l'adenovirus anu DNA doppia filamentu, à u cuntrariu di l'altri virus, è sò resistenti à diversi stress ambientali cum'è u calore è a radiazione UV (33,34).U nostru studiu precedente hà dettu chì quasi una riduzione di 3-log10 di MS2 hè accaduta cù Ag30-MHCs in 6 h (21).MS2 è ϕX174 anu dimensioni simili cù diversi tipi d'acidu nucleicu (RNA o DNA) ma anu tassi simili di inattivazione da Ag30-MHCs.Dunque, a natura di l'acidu nucleicu ùn pare micca esse u fattore maiò per a resistenza à AgNP-MHCs.Invece, a dimensione è a forma di particella virali parevanu esse più impurtanti, perchè l'adenovirus hè un virus assai più grande.L'Ag30-MHCs hà ottenutu quasi una riduzione di 2-log10 di M13 in 6 h (i nostri dati inediti).M13 hè un virus à DNA monocatenariu (35) è hè ∼880 nm di lunghezza è 6,6 nm di diametru (36).U ritmu di inattivazione di u bacteriophage filamentosu M13 era intermediu trà quelli di virus chjuchi è strutturati tondi (MNV, ϕX174 è MS2) è un grande virus (AdV2).

In u presente studiu, a cinetica di inattivazione di MNV era significativamente sfarente in u test di placca è in u test RT-PCR.Fig. 2bèè c).).I saggi moleculari cum'è RT-PCR sò cunnisciuti per sottovalutà significativamente i tassi di inattivazione di virus (25,28), cum'è hè statu trovu in u nostru studiu.Perchè AgNP-MHCs interagisce principarmenti cù a superficia virali, sò più prubabile di dannà i proteini di u capeddu virali invece di l'acidi nucleici virali.Dunque, un esame RT-PCR per misurà l'acidu nucleicu virali pò sottovalutà significativamente l'inattivazione di virus.L'effettu di l'ioni Ag + è a generazione di spezie di l'ossigenu reattivu (ROS) deve esse rispunsevuli di l'inattivazione di i virus testati.Tuttavia, parechji aspetti di i meccanismi antivirali di AgNP-MHCs ùn sò sempre chjaru, è più ricerca cù approcci biotecnologici hè necessariu per elucidare u mecanismu di l'alta resistenza di AdV2.

Infine, avemu evaluatu a robustezza di l'attività antivirale di Ag30-MHCs espunenduli à una larga gamma di valori di pH è à campioni di acqua di robba è di superficia prima di misurà a so attività antivirale.Fig. 3èè 4).4).L'esposizione à e cundizioni di pH estremamente bassu hà risultatu in a perdita fisica è / o funziunale di AgNP da u MHC (dati inediti).In presenza di particelle non specifiche, l'Ag30-MHCs mostrava sempre attività antivirale, malgradu una diminuzione di l'attività antivirale contr'à MS2.L'attività antivirale era più bassu in l'acqua di a superficia senza filtrazione, cum'è una interazzione trà Ag30-MHCs è particeddi non specifichi in l'acqua di superficia assai torbida hà probabilmente causatu una riduzzione di l'attività antivirale.Tabella 3).Per quessa, e valutazioni di u campu di AgNP-MHC in diversi tipi d'acqua (per esempiu, cù diverse concentrazioni di sali o l'acidu umicu) deve esse realizatu in u futuru.

In cunclusioni, i novi composti Ag, AgNP-MHCs, anu capacità antivirali eccellenti contr'à parechji virus, cumprese ϕX174 è MNV.AgNP-MHC mantene una forte efficacità in diverse cundizioni ambientali, è queste particelle ponu esse facilmente recuperate usendu un magnetu, riducendu cusì i so effetti dannosi potenziali nantu à a salute umana è l'ambiente.Stu studiu hà dimustratu chì u compostu AgNP pò esse un antivirale efficace in diversi ambienti ambientali, senza risichi ecologichi significativi.