Archive

Posts Tagged ‘Escherichia coli’

Une étude scientifique sur la manière dont les nanoparticlues d’argent peuvent détruire les bactéries

Les scientifiques ont découvert que les fluides les plus importants de l’organisme sont de nature colloïdale, particules ultra-fines en suspension. Par exemple, le sang véhicule de l’énergie et de l’oxygène aux cellules du corps.

Cela a conduit à des études avec l’argent colloïdal (obtenu par la méthode électrique). Un processus électro-chimique, qui est connu pour être la meilleure méthode pour la fabrication de l’argent colloïdal.

L’argent colloïdal semble être un puissant antibiotique naturel et aussi bien dans la lutte que la prévention contre les infections. Agissant comme un catalyseur, il désactive l’enzyme dont les bactéries unicellulaires, les virus et les champignons ont besoin pour oxygéner leur métabolisme. Ils les étouffent sans préjudice aux enzymes de l’homme ou des parties du corps humain de façon chimique. Le résultat est la destruction des organismes pathogènes dans le corps et dans l’aliment.

Des particules de taille nanométrique d’argent ont été synthétisées par condensation de gaz inerte. Cette technique est basée sur l’évaporation d’un métal dans une atmosphère inerte avec le refroidissement subséquent pour la nucléation et la croissance des nanoparticules.

La taille et la structure des nanoparticules ont été analysées avec un microscope électronique à transmission (MET). La stabilité des nanoparticules a été examiné en les exposant à des conditions ambiantes pendant un mois. L’efficacité antibactérienne des nanoparticules a été étudiée par l’introduction de particules dans un milieu contenant des bactéries.

Les enquêtes sur les propriétés antibactériennes de l’argent ont été réalisées en solution et sur des boîtes de Petri. Les nanoparticules d’argent ont montré leur efficacité antibactérienne à de faibles concentrations. Les propriétés antibactériennes dépendent de la superficie totale de contact avec les nanoparticules (ce point fera l’objet d’un article prochainement).

Les particules les plus petites avec un plus grand rapport surface/volume fournissent une meilleure efficacité antibactérienne. Les nanoparticules d’argent sont complètement cytotoxiques à Escherichia coli pour les concentrations de surface aussi bas que 8 mg de Ag/cm2.

Par l’examen de la teneur en protéines phosphatases provenant des bactéries à gram positif ou négatif  en utilisant un anticorps monoclonal spécifique, les effets possibles des nanoparticules sur la transduction du signal de la croissance bactérienne peuvent être étudiés.

La phosphorylation des différents substrats de protéines est maintenant bien établie chez des espèces bactériennes et influence la transduction du signal de la croissance bactérienne. Presque aucun changement dans le profil de la protéine tyrosine phosphorylée a été observé dans le cas du Staphylocoque doré traité avec des nanoparticules d’argent, cependant, il y a eu une déphosphorylation sensible de deux peptides de masses relatives 150 et 110 kDa dans E. coli et S. typhi exposés à des nanoparticules.

Les résultats présents, ainsi que les interactions signalées des nanoparticules d’argent avec les enzymes thiol et l’ADN génomique bactérienne, peuvent expliquer l’effet inhibiteur des nanoparticules sur la croissance des bactéries à gram négatif.

Fait intéressant, la phosphorylation des protéines tyrosine kinases impliquées dans la biosynthèse des exopolysaccharides et de polysaccharides capsulaires et les transports ont été signalés dans un certain nombre de bactéries à gram négatif et positif.

En conclusion, les nanoparticules d’argent présentent une large distribution de taille et de morphologie à facettes très réactif. Le principal mécanisme par lequel les nanoparticules d’argent manifestent des propriétés antibactériennes est l’ancrage et la pénétration de la paroi bactérienne, et de moduler la signalisation cellulaire par une  déphosphorylation présumée des principaux substrats de peptides sur les résidus de tyrosine.

Les nanoparticules d’argent agissent principalement de trois sortes sur les bactéries à gram négatif.

  • Selon que leur taille est de l’ordre de 1 à 10 nm, celles ci s’attachent à la surface de la membrane cellulaire et perturbe considérablement son fonctionnement, comme la perméabilité et la respiration.
  • Elles sont capables de pénétrer à l’intérieur des bactéries et causer d’autres dommages éventuellement par l’interaction avec du soufre et des composés phosphorés tels que l’ADN.
  • Elles libèrent des ions d’argent, qui ont une contribution supplémentaire à l’effet bactéricide de l’argent.

Bien que la lyse des cellules bactériennes pourrait être l’une des raisons pour lesquelles la propriété antibactérienne des nanoparticules d’argent a été observée, ces dernières peuvent également moduler le profil de tyrosine des  peptides d’origine bactérienne, ce qui pourrait donc affecter la transduction du signal des bactéries et inhiber la croissance des organismes.

L’effet est dépendant de la dose et est plus prononcée contre les bactéries à Gram négatif que les organismes à Gram positif. L’effet antibactérien des nanoparticules est indépendant de l’acquisition de la résistance des bactéries aux antibiotiques. Toutefois, d’autres études doivent être menées afin de vérifier si les bactéries développent une résistance envers les nanoparticules et d’examiner la cytotoxicité des nanoparticules envers les cellules humaines avant de proposer leur utilisation thérapeutique.

Source voir ci-dessous :

NANOTECHNOLOGY IN MEDICINE AND ANTIBACTERIAL EFFECT OF SILVER NANOPARTICLES

MRITUNJAI SINGH, SHINJINI SINGH, S. PRASAD, I. S.GAMBHIR
Department of Medicine, Institute of Medical Sciences, Banaras Hindu University,
Varanasi, INDIA-221005
Biochemistry & Molecular Biology Lab., Department of Zoology, Banaras Hindu
University, Varanasi, INDIA-221005

Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol. 3, No.3, September 2008, p. 115 – 122

Transmettre l’article à un(e) ami(e)


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

Une étude parmi tant d’autres effectuée par des chercheurs sur les nanoparticules d’argent

Il y a quelque temps de cela, je suis entré en contact avec un chercheur physicien ouzbek, qui s’appelle R.R. KHAYDAROV de l’institut de Physique Nucléaire situé à Ulugbek, 100214 Tashkent, Uzbekistan. Ce monsieur a travaillé avec 4 autres chercheurs australien (spécialiste de métaux), russe, allemand (un chimiste) et un sud coréen.

Alors, vous allez me dire pourquoi aller si loin, n’y-a-t-il pas de chercheurs en France ? Eh bien si, c’est juste que je suis tombé par hasard sur son adresse de courrier électronique, j’ai tenté ma chance en lui adressant un courrier pour obtenir son étude et ce dernier me l’a transmise prestement.

J’ai donc commencé à la lire et je l’ai trouvée très intéressante. Premier point, c’est le demandeur de l’étude qui m’a interpellé, devinez qui est le demandeur ? C’est l’OTAN, du moins je suppose, car c’est l’insigne de l’OTAN que l’on remarque quand on ouvre le document avec l’inscription « NATO Science for Peace And Security Programme ». Cette étude s’insère dans un livre dont le numéro ISBN est 978-1-4020-9489-7.

Bon, après ces quelques préliminaires, que découvre-t-on d’intéressants pour nous autres communs des mortels ?

Le but recherché est l’étude bactéricide de l’argent.

Je cite

L’effet bactéricide de l’argent sous forme nanoparticulaire (obtenu grâce à un procédé électrochimique original) sur Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Aspergillus Niger et des cultures Penicillium phoeniceum a été étudié. Les tests effectués ont démontré que la synthèse des nanoparticules d’argent – une fois ajoutée à de la peinture à l’eau (étrange n’est-ce-pas ?) ou des tissus de coton montrent un effet antifongique et antibactérien prononcé. Il a été montré que les petites nanoparticules d’argent ont une plus grande efficacité antibactérienne et antifongique. Le document propose également une revue de la littérature scientifique concernant les développements récents dans le domaine de la toxicité des nanoparticules d’argent et ses effets sur l’environnement et la santé humaine.

Fin de citation

Maintenant, je vous propose de regarder quelle est cette méthode électrochimique originale pour fabriquer des nanoparticules d’argent. Eh bien, je vous dis que nous en sommes pas très loin. Voyons cela de près.

Je cite

Le processus de synthèse électrochimique de nanoparticules d’argent est basé sur une méthode peu coûteuse de deux électrodes en argent placées à la verticale, qui forment l’anode et la cathode, face-à-face à 10 mm de distance. Les électrodes sont immergées dans une cellule électrochimique remplie avec 500 ml d’eau distillée obtenue à l’aide d’un distillateur de marque DE-25 fabriqué en Russie.

Dans les essais rapportés ici, l’électrolyse a été effectuée pendant 1 h à la plage de température de 325-340 kelvin (52-67 °c) avec une tension constante de 20 volts, un changement de polarité du courant électrique entre les électrodes avec une périodicité de 4 min, ainsi qu’une agitation vigoureuse au cours du processus de l’électrolyse ont été appliqués afin de réduire l’agglomération des particules. Les nanoparticules d’argent ainsi obtenues  ont été stockées dans des récipients en verre dans des conditions normales de température et de pression.

Fin de citation

Qu’ont-ils découvert dans leur solution obtenue ?

Je cite :

Il a été démontré par des mesures DLS (Dynamic Light Scattering en français mesure par Diffusion dynamique de lumière ou ici) qu’un échantillon de la solution obtenue comme décrit ci-dessus ne contient pas seulement des nanoparticules d’argent (en effet, ils considèrent les petites particules d’argent et les ions d’argent qu’ils réduisent à des atomes d’argent comme des particules nanométriques), mais aussi une petite quantité de particules d’argent sous forme colloïdale dont leur taille est supérieure à 100 nm .

Fin de citation

Grâce à des techniques de filtration et de réduction chimique de

Ag+1(cation d’argent) + e → Ag°(atome d’argent)

et

Ag2O + H2O2 → 2Ag +H2O + O2

ils réduisent le ratio entre les particules d’argent et des ions d’argent.

Pour ce qui est de la concentration de l’argent sous forme nanoparticulaire.

Je cite :

L’effet antibactérien des colloïdes d’argent avec les concentrations de 47.5, 42.5, 22.6 et 11.3 ppm est présenté vis-à-vis de celui des antibiotiques connus. Les concentrations d’argent ont été sélectionnées de manière à correspondre aux concentrations maximales d’argent utilisées dans des « nanoproduits » de consommation qui sont actuellement disponibles sur le marché.

La comparaison des zones d’inhibition de croissance (voir ici pour plus de détail) autour des disques imprégnés de divers antibiotiques et des nanoparticules Ag, l’on peut voir que la solution d’argent sous forme de nanoparticules démontre un effet antimicrobien certain. L’intensité de l’effet est augmentée avec la concentration de la solution.

… en considérant que la concentration d’argent utilisée dans l’expérience a été environ 20 fois inférieure à celle des antibiotiques, on peut s’attendre à ce que les nanoparticules d’argent seraient mieux que (l’ampicilline, la pénicilline et Tétracycline) les antibiotiques avec les mêmes concentrations.

… les nanoparticules d’argent auraient une plus grande efficacité antibactérienne, si leur taille était petite. Les essais CMI (en anglais MIC Minimum Inhibitory Concentration) Concentration Minimale Inhibitrice menés ont également montré clairement que la technique électrochimique proposée permet une très haute activité antimicrobienne des nanoparticules d’argent.

… nous supposons que ces résultats sont principalement liés à la haute pureté des nanoparticules obtenues par notre technique électrochimique sans tensioactifs.

Nos récents essais microbiologiques ont confirmé l’effet antifongique de la peinture à l’eau modifiée avec des nanoparticules d’argent sur des cultures d’Aspergillus Niger et de Penicillium phoeniceum. Il a été montré en particulier que la concentration de 20 ppm de nanoparticules d’argent (taille moyenne de 50 nm) et une concentration de 3 ppm (taille moyenne de 15 nm) ont les mêmes effets antifongiques, des nanoparticules d’argent plus petites avaient une plus grande efficacité antifongique à des concentrations plus faibles.

Des essais sur des tissus de coton modifiés à l’aide de nanoparticules d’argent, dans lesquels une solution à 20 ppm  d’argent (Ag) avec des tailles moyennes de 50 nm a été utilisée, ces tests ont confirmé aussi leurs effets  antibactériens et antifongiques; La croissance de ces espèces de champignons dans le voisinage des échantillons traités avec une solution colloïdale de nanoparticules d’argent (Ag) a été supprimée.

Fin de citation

Alors quels sont les effets secondaires sur l’environnement et sur les humains ?

Je cite :

Malheureusement, les études existantes sur la « nanotoxicité » ont été concentrées sur une évaluation empirique de la toxicité des différentes nanoparticules, avec moins d’égards accordé à la relation entre les propriétés des nanoparticules et de toxicité. Ainsi, il existe un besoin évident pour de nouvelles études sur le développement d’une base de données sur l’efficacité bactéricide des nanoparticules d’argent comme une fonction de leur taille et la composition.

Les matériaux à base d’argent ont été largement utilisés au cours des dernières décennies dans le domaine médical,  des laboratoires photographiques, etc. Il n’y a pas longtemps, le rejet annuel d’argent dans l’environnement à partir de déchets industriels et des émissions a été estimé à environ 2500 tonnes, dont 150 tonnes ont fini dans les eaux usées.

les concentrations maximales d’argent rejetées dans l’environnement sont réglementées par les agences de protection environnementale à différents niveaux dans différents pays. La toxicité de l’argent dans l’environnement a été bien documentée dans des études menées au XXe siècle. Ces études montrent que l’argent est  principalement toxique dans la phase aqueuse et sa toxicité dépendrait de la concentration des ions d’argent libre.

Quant à l’impact sur la santé humaine, la littérature scientifique du siècle dernier a cité notamment des cas de décoloration gris-bleu de la peau (argyrie) ou des yeux (argyrose) survenant lorsque le seuil accepté pour l’argent et ses composés a été dépassé.

Au XXIe siècle, la croissance importante des demandes de nanoparticules d’argent dans diverses branches de l’industrie ainsi que son utilisation dans des produits de consommation a causé de nouvelles préoccupations. Les nanoparticules d’argent pourraient avoir un effet toxique sur l’environnement et la santé humaine. Il y a une perception publique que les nanoparticules d’argent n’exercent pas de discrimination entre les différentes souches de bactéries et sont susceptibles de détruire les microbes bénéfiques à d’autres organismes et les processus écologiques.

Malheureusement, seules quelques enquêtes scientifiques sur la cytotoxicité de nanoparticules d’argent ont été menées à ce jour. Par exemple, des tests de toxicité in vitro des nanoparticules d’argent dans les cellules de foie de rat par Hussain et al. ont montré que l’exposition à de faible niveau donnait lieu à un stress oxydatif, de la contraction cellulaire et de l’affaiblissement de la fonction mitochondriale. Les nanoparticules d’argent sont également apparus comme étant très toxiques pour les cellules souches germinales in vitro des souris, ainsi elles réduisent radicalement la fonction mitochondriale et provoquent une fuite accrue des ions à travers les membranes cellulaires.

… en considérant les études sur la cytotoxicité des nanoparticules, il est important de garder à l’esprit que les résultats obtenus in vitro peuvent différer de ce qui se trouve in vivo et ne sont pas nécessairement cliniquement pertinents, il convient également de noter que certaines études sur la cytotoxicité d’argent rapportées ont été effectuées en utilisant des concentrations anormalement élevées des nanoparticules d’argent.

… Il serait juste de dire que le mécanisme de l’effet bactéricide des nanoparticules d’argent n’est pas bien compris pour le moment. Lok et al. ont récemment rapporté que «les nanoparticules d’argent représentent un système physico-chimique particulier qui confère leur activité antimicrobienne aux ions d’argent Ag+ ».

Si cette conclusion est vérifiée alors la plupart de bioaccumulation et les questions relatives à la toxicité des nanoparticules d’argent peuvent être considérées comme du point de vue du potentiel toxique des ions d’argent, qui est documenté suffisamment bien. Comme en vertu de conditions environnementales naturelles, l’argent ionique est facilement transformé en composés non réactifs, cela signifierait que les risques environnementaux de la toxicité des nanoparticules d’argent ne sont pas aussi graves que la perception populaire le prétend …

Fin de citation

Bon voilà, la méthode de fabrication de l’argent colloïdal que nous autres utilisons ne diffère pas énormément avec celle utilisée par ces chercheurs. Il n’est pas utile d’investir beaucoup d’argent dans des appareils sophistiqués pour en fabriquer. Cette étude a été réalisée il y a tout juste un an, en juin 2009. Si vous êtes intéressés par les références, il faut regarder dans le document ici. Il m’a fallu un jour complet pour étudier et traduire quelques passages de l’étude. J’espère que cela pourra vous servir.

Transmettre l’article à un(e) ami(e)


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

Un peu d’histoire autour de l’argent colloïdal

Beaucoup d’articles et de livres dans la littérature médicale parlent de l’utilisation de l’argent depuis plusieurs siècles. La Documentation sur l’usage scientifique de l’argent colloïdal a commencé à la fin du 19ème siècle et a connu un essor impressionnant pendant la période 1910/20.

Alfred B. Searle, dans un livre intitulé « L’utilisation des colloïdes dans la santé et la maladie » (déjà évoqué ici Extraits tirés de « USE OF COLLOIDS IN HEALTH & DISEASE » sur l’argent colloïdal), publié en 1920, retrace les commentaires des dizaines d’articles sur l’argent colloïdal dans des revues aussi respectées telles que, « Lancet » et le « British Medical Journal » ainsi qu’un large éventail de résultats de son propre travail. Ce livre est à lire, bien que ce vieux classique est très difficile à trouver (j’ai réussi à avoir une copie électronique sur Internet).

Ces chercheurs ont d’abord étudié une dizaine de métaux en suspension colloïdale et ont constaté que deux métaux, l’argent et le mercure, sont des tueurs de bactéries. Ces deux métaux ont été utilisés pour traiter une grande variété d’aliments pendant de nombreuses années. La suspension colloïdale du mercure, bien qu’efficace pour tuer les bactéries, a causé des dommages aux patients en sorte que son utilisation a diminué avec le temps.

Les travaux de Crookes Henry [1910] ont montré que les suspensions de mercure tuent les bacilles de « coli communis » ou Escherichia coli en deux minutes et ces derniers sont tués en six minutes à l’aide des colloïdes d’argent. Toutefois, la concentration de l’argent qui a été utilisée pendant cette époque était beaucoup plus élevée par rapport à celle acceptée de nos jours. Comme ces expériences ont été effectuées avant l’avènement du microscope électronique, on connaissait peu la vraie nature des suspensions d’argent colloïdal.

A partir des travaux de ces chercheurs vint alors la fameuse phrase souvent citée «aucun microbe connu ne peut résister à l’effet biocide des colloïdes d’argent au delà de six minutes dans des expériences menées au laboratoire».

Une autre étude intéressante du début du siècle dernier est l’œuvre de Simpson et Hewlett publiée dans le Lancet en 1914. Ils ont utilisé une suspension colloïdale d’argent pour tuer le bacille de la typhoïde en 15 minutes à 500 ppm et en deux heures à 5 ppm. C’était la première fois que de faibles concentrations d’argent colloïdal ont montré leur efficacité. Hewlett et Simpson ont démontré l’avantage des éléments colloïdaux de faible concentration, qui restent inoffensifs pour le patient.

Ces articles et livres sont quelques exemples des nombreuses études menées dans ces premiers jours. Alors que les recherches sur l’argent colloïdal diminuèrent dans les années 1940 et 1950, un article en 1966 par Brentano, et al. au « Forum Surgical » présenta leurs essais d’argent ionique et colloïdal et les mélanges des deux dans le traitement des victimes de brûlures avec des résultats très favorables. Ils ont testé de nombreux autres matériaux avant de déterminer que l’argent était plus efficace, notamment contre Pseudomonas aeruginosa, ce bacille est l’un des facteurs majeurs des aggravations des brûlures.

Dans une série d’articles dans les années 1970 et 1980, une équipe de recherche de l’hôpital vétérans de l’administration à New York, produit de l’argent colloïdal à partir d’électrodes placées à l’intérieur et sur le corps avec des résultats remarquables en tuant les bactéries et en soignant certains cas très compliqués. Dr. Becker [1985] a conclu que ce que ces personnes avaient découvert était connu depuis des siècles, c’est-à-dire que l’argent était un germicide. Malheureusement, quand les antibiotiques ont été découverts, l’utilisation clinique de l’argent comme antibiotique a été abandonnée.

Au début du siècle dernier, l’argent colloïdal était utilisé intensivement. Cependant, dans les années 40, avec l’introduction des antibiotiques, l’utilisation de l’argent colloïdal, ainsi que les recherches dans les laboratoires déclinèrent considérablement. L’enthousiasme pour les antibiotiques prit de l’essor à tel point qu’en 1969 le chirurgien en chef des États-Unis a témoigné devant le Congrès, « Le moment est venu de fermer le livre sur les maladies infectieuses ». Or, on sait aujourd’hui que les différentes bactéries deviennent réstistantes aux antibiotiques.

Traduit de l’anglais, source => Silver Colloids Do they work? Ronald J. Gibbs Newark, DE 19711


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.