زیست پزشکی نانوذرات فلزی و کاربرد آن

مروری بر اهمیت و کاربردهای زیست پزشکی نانوذرات فلزی سنتز شده توسط میکروارگانیسم ها

نویسندگان :

راضیه معتضدی، سمیه رهایی*

 1- دانشجوی کارشناسی ارشد زیست فناوری میکروبی، دانشکده زیست فناوری، دانشگاه تخصصی فناوری های نوین

آمل، آمل، ایران

2- استادیار گروه زیست فناوری، دانشکده زیست فناوری، دانشگاه تخصصی فناوری های نوین آمل، آمل، ایران

خلاصه

اخيرا سنتز سبز نانوذرات به عنوان یک روش ساده، کم هزینه و سازگار با محیط زیست در مقایسه با روش های فیزیکی و شمیایی کاربرد بیشتری یافته است، در سنتز سبز از گیاهان، جلبک ها و میکروارگانیسم ها و اجزای آن ها به عنوان عوامل احیا کننده برای تولید نانوذرات استفاده می شود. در این میان بیوسنتز نانوذرات توسط میکروارگانیسم ها به دلیل سازگاری بالا با محیط زیست، کاهش مصرف انرژی و هزینه مورد توجه قرار گرفته است.

میکروارگانیسم های مختلف برای انجام فرایندهای حیاتی خود از منابع آلی و معدنی محیط اطراف تغذیه می کنند، این ارگانیسم ها مقاومت بالایی نسبت به فلزات دارند و هنگامی که در معرض یون های فلزی قرار می گیرند با مکانیسم های متفاوتی سبب تولید نانوذرات می شوند. نانوذرات فلزی دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی هستند که سبب پتانسیل بالقوه ی آن ها در زمینه های گوناگون از قبیل اپتیک، کاتالیزور، ضد میکروبی، پزشکی و بسته بندی مواد غذایی می شود. مقاله حاضر به سنتز نانوذرات فلزی توسط میکروارگانیسم ها و اهمیت و کاربردشان در زیست پزشکی می پردازد.

مقدمه

نانوذرات ذراتی میکروسکوپی هستند، که حداقل در یک بعد خود اندازه ای کمتر از 100 نانومتر دارند[1]. تولید نانو ذرات با اشکال، اندازه و سطوح شیمیایی متفاوتی سبب ایجاد خواص متفاوت نوری، الکتریکی، گرمایی و مکانیکی می شود[2]، ویژگی های مشخصی از نانوذرات مثل نسبت سطح به حجم بالا، حلالیت بهبود یافته، عملکرد چند گانه [3] توانایی اتصال به تک رشته DNA، توانایی عبور از طریق عروق و هدف قرار دادن اندام ها [1] و اندازه نانو ذرات، کاربرد آن ها را در زیست پزشکی میسر می سازد. [3].

میکرو ارگانیسم ها مثل باکتری ها ، قارچ ها و مخمرها نقشی ضروری در بازیابی مواد معدنی در محیط زیست دارند و برای ساخت نانو ذرات فلزی، نیمه هادی و نقاط کوانتومی با اندازه و اشکال مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین استفاده از میکروارگانیسم ها برای حفاظت از محیط زیست مناسب است [4]. جدول (1) تعدادی از میکروارگانیسم ها و نانو ذرات سنتز شده توسط آن ها را نشان می دهد (5) مطالعات امروزی بر سنتز نانو ذرات فلزی توسط پروکاریوت ها متمرکز شده است که به علت فراوانی آن ها در محیط زیست، توانایی آن ها برای سازگاری با شرایط سخت، سرعت رشد بالا می باشد [6].

میکروارگانیسم های دریایی نیز یک منبع غنی از ترکیبات زیست فعال هستند که نقش مهمی در سنتز نانوداروها ایفا می کنند، بنابراین در داروسازی و توسعه محصولات صنعتی و بیوتکنولوژی کاربرد دارند. از آنجایی که میکروب های دریایی در اعماق دریا زندگی می کنند و در طول میلیون ها سال گذشته مقدار زیادی از عناصر معدنی اعماق دریا را احیا کرده اند، بنابراین می توانند توانایی بالقوه ای جهت سنتز نانو ذرات دارا باشند. علاوه بر این نانو ذرات سنتز شده توسط میکروارگانیسم ها تمایل دارند توسط پپتید هایی مثل فينوگلاتین ها تثبیت شوند که سبب جلوگیری از تجمع آنها می شود.

این پپتید های کوچک در پاسخ به تنش فلزات سنگین ایجاد می شوند و به عنوان یک مکانیسم برای جداسازی یون های فلزی در باکتری ها و قارچ ها به کار گرفته شده اند [7]. بسیاری از میکروارگانیسم ها نانوذرات را در داخل یا خارج سلول تولید می کنند اما مکانیسم سنتز داخل و خارج سلولی نانو ذرات با عوامل مختلف بیولوژیکی متفاوت است. آنزیم نیترات ردوکتاز وابسته به NADH یک نقش ضروری در تبدیل یون های فلزی به نانوذرات دارد.

در سنتز درون سلولی بار مثبت یون های فلزی با بار منفی دیواره ی سلولی تعامل الکترواستاتیک برقرار می کند و آنزیم هایی که در دیواره ی سلولی قرار دارند یون ها را به نانوذرات احیا می کنند به این ترتیب این نانوذرات از طریق دیواره ی سلولی نفوذ می کنند، [8]، در این مقاله به طور خلاصه سنتز نانوذرات فلزی توسط باکتری ها ، قارچ ها ، مخمر ها و میکروارگانیسم های دریایی و هم چنین کاربرد های زیست پزشکی آنها مورد بحث قرار گرفته است .

جدول 1 بيوسنتز نانوذرات فلزي مختلف توسط منابع میکروبی مختلف [5]

تولید نانوذرات توسط باکتری ها

باکتری ها به عنوان های ارگانیسم هایی کار آمد شناخته می شوند زیرا توانایی تولید مقدار زیادی آنزیم، آمینواسید، پلی ساکارید و ویتامین را دارند که به عنوان عوامل کاهنده یون های فلزی عمل می کنند (9). علاوه بر این سلول های باکتریای توانایی سم زدایی شیمیایی را دارند بنابراین می توانند در غلظت های بالایی از فلزات سمی رشد کنند [3] جانستون و همکارانش برای اولین بار مکانیسم های متفاوت تشکیل نانوذرات فلزی در باکتری های مختلف را بیان کردند، این گروه سنتز خالص نانوذرات طلا را توسط Det/ic aciclovirtunts گزارش دادند نتایج آن ها نشان داد که یک پپتید کوچک غیر ریبوزومی (DIftikhulcetiri) مسئول تولید نانوذرات طلا است این پپتید باعث مکانیسم مقاومت باکتری در برابر یون های سمی فلزی می شود .

هنگامی که میکروارگانیسم ها تحت تنش نمک های فلزی قرار می گیرند. آنزیم ها، پروتئین ها و مولکول های زیستی فعال آن ها به یون های فلزی متصل می شوند، به این ترتیب یون های فلزی را احیا کرده و نانوذرات را شکل می دهند، در مطالعه دیگری که توسط هي و همکاران انجام شد مشخص شد که تغییر pH محیط کشت در طی انکوباسیون منجر به تولید نانوذرات با اشکال و اندازه های مختلف می شود، با افزایش pH نانوذرات نقره با اندازه ای در حدود 10 تا 20 نانومتر تشکیل می شوند و با کاهش pH نائوپلیت ها شکل می گیرند . [6]

 

بیشتر بخوانید : کارایی نانوکامپوزیت کیتوسان بعنوان جاذب در جذب سطحی

 

بیوسنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از Lactobacillus case subsp در دمای اتاق گزارش شده است نانوذرات نقره تولیدی تقریبا کروی، به صورت منفرد (50-25 نانومتر) یا جمع شده (100 نانومتر) بودند. تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترولی نشان داد که نانوذرات نقره بر روی سطح غشای سلولی، داخل سیتوپلاسم و خارج از سلول تشکیل شدند، که احتمالا به علت احیا یون های فلزی توسط آنزیم های موجود در سیتوپلاسم و مایع سپتوپلاسمی می باشد (10)، بهترین روش تولید در مقیاس صنعتی نانوذرات نقره توسط شاودی او همکارانش گزارش شد، به جای افزودن یون های فلزی به یک محیط کشت زنده، کشت ها سانتریفیوژ شدند و برای تولید نانوذرات فلزی مورد استفاده قرار گرفتند.

به طور کلی تشکیل خارج سلولی نانوذرات مطلوب تر است نه تنها به دلیل تصفیه ساده بلکه نسبت تولید افزایش می یابد [6]. سنتز درون سلولی نیازمند مراحل اضافه تر مثل: اولتراسوند و واکنش با دترجنت ها برای جداسازی نانوذرات است [11]، نتایج مطالعات سنتز نانوذرات توسط باکتری Streptomyces griseus نشان داد این باکتری ها قادر به تولید خارج سلولی نانو ذرات طلا کروی شکل با اندازه متوسط نانو ذرات 50 نانومتر در مدت زمان 48 ساعت هستند[11]، اولین گزارش از بیوسنتز باکتریایی نانوذرات اکسید روی توسط باکتری liydrophila | certificantals ارائه شد که با محیط زیست سازگار است و مورفولوژی نانو ذرات کروی یا بیضوی شکل با اندازه ی متوسط 57 نانومتر است.

حسین خانی و امتیازی سنتز آنزیمی اکسید منگنز را با اندازه ای کمتر از 500 نانومتر توسط باکتری 1efiniticacter sp، که از آب خلیج فارس جدا شده بود در فاز ثابت رشد گزارش کردند. ساندار ام و همکاران از مایه رویی گونه های Bacillus subtilis برای سنتز خارج سلولی نانوذرات کروی شکل Fe3O4 استفاده کردند (13)، زمانی که باکتری Rhoctopsectiontohtas paltistris در محلول سولفات کادمیوم در دمای 30 درجه به مدت 72 ساعت انکوبه شدند، نانوذرات سولفيد کادمیوم شکل گرفتند و مشخص شد که سیستئین دسولفیداز که در سیتوپلاسم قرار دارد مسئول تشکیل نانو کریستال های سولفید کادمیوم است [7].

E coli می تواند نانو ذرات اکسید پالادیوم را به کمک دهیدروژناز موجود در باکتری سنتز کند و در دیواره ی سلولی انباشته نماید [6] تولید نانوذرات توسط قارچ ها امروزه از قارچ ها به دلیل قابلیت تحمل سموم، توانایی ذخیره سازی زیاد، اقتصادی بودن، روش سنتز ساده، عملیات استخراج ساده، سهولت مدیریت زیست توده [14]، دستکاری راحت [8] و بهره برداری راحت در مقیاس بزرگ، برای تولید زیستی نانوذرات استفاده می شوند [6].

قارچ ها ظرفیت بالایی برای ترشح طیف وسیعی از متابولیت ها را دارند که سبب حفظ هموستاز می شود، بنابراین می توانند در شرایط محیطی سخت با مواد مغذی کم و در حضور مواد سمی زنده بمانند (9). رایج ترین گروه قارچ ها برای بیوسنتز نانوذرات طلا از Actinomycetes هستند زیرا آن ها یک واسطه بین پروکاریوت ها و قارچ ها هستند [15]. احمد و همکاران برای اولین بار موفق به تولید نانوذرات طلا در اکتینومایست های مقاوم به قلیان Retdoccoccus) و اکتینومایست های گرمادوست ( Thermioniconosporad) با اندازه ای حدود 15-5 نانومتر شدند

در سال 2014 میشرا و همکاران برای اولین بار در یک زمان بسیار کوتاه نانوذرات طلا را توسط قارچ های غیر بیماری زای Trichlortetic write و Hypocrect lisit تولید کردند علاوه بر این فعالیت کاتالیستی و ضد میکروبی غیر بیماری زای Trichte derwat wride و Hypocred fittit تولید کردند علاوه بر این فعالیت کاتالیستی و ضد میکروبی این نانوذرات با موفقیت نشان داده شد [11]، قارچ Fusaritin oxysporum برای تولید بسیاری از نانوذرات استفاده شده است به ویژه برای تولید نانوذرات نقره، نانوذرات نقره سنتز شده در محدوده ی اندازه 5 تا 15 نانومتر بودند هم چنین تولید نانو ذرات پلاتین توسط این قارچ نیز گزارش شده است، در این مورد نانوذرات داخل و خارج سلول تشکیل شدند با این حال مقدار نانوذرات داخل سلولی سنتز شده ناچیز است و با تغییر دما میزان تولید پلاتین تغییر می کند و حتی تغییرات جزیی pH تولید نانودرات پلاتین را مهار می کند.

اما استفاده از Trichoderma Peeset دارای مزایای بیشتری نسبت به قارچ های دیگر برای تولید نانوذرات فلزی است و می تواند براحتی مورد دستکاری ژنتیکی قرار گیرد تا مقدار زیادی آنزيم ا/100g تولید کند که کمک کننده به سنتز نانوذرات هستند، مطالعه ای در مورد سنتز نانوذرات نقره توسط سائقی و همکاران بروی قارچ سفید رنگ Coriolts versicoter انجام شد. نتایج نشان داد که این نانوذرات درون سلول تجمع می یابند این قارچ ها توانایی سنتز درون و بیرون سلولی نانوذرات را دارند، بنابر این فرایند تولید ثابت نیست و بسته به شرایط محیط می تواند تغییر کند[6].

تولید نانوذرات توسط مخمرها

مخمرها میکروارگانیسم های یوکاریوتی هستند که به علت تحمل بالای آن ها برای فلزات سمی [4). رشد در شرایط آزمایشگاهی ساده، استفاده از مواد مغذی ساده و رشد سریع می تواند برای تولید انبوه نانوذرات فلزی مورد استفاده قرار بگیرند (16). یکی از مزایای استفاده از سلول های مخمر به عنوان حامل نانوذرات فرایند کپسوله سازی ساده است، سلول های مخمر حامل نانوذرات می توانند به راحتی فرایند فاگوسیتوز را فعال کنند بدین ترتیب در زمینه های پزشکی کاربرد دارند [17]، مخمر های Saccharomyces pornhb و Candida glabrata می توانند برای تولید درون سلولی نانوذرات کادمیوم سولفید ، نقره ، سلنیوم ، تیتانیوم و طلا مورد استفاده قرار بگیرند، تولید نانوذرات توسط مخمرها می تواند توسط حضور اکسید و ردوکتازها و کینیون های غشای سیتوزولی بیان شود.

اکسیدوردوکتازها به pH حساس هستند و به طور جایگزین عمل می کنند، افزایش pH در محیط درون سلولی سبب فعال سازی ردوکتازها و به طور همزمان احیا یون های فلزی و در نتیجه تشکیل نانوذرات فلزی می شود، هم چنین حضور فلزات در محیط می تواند سبب پاسخ تنش و در نتیجه آغازگر آبشار متابولیکی است که سبب تولید فینوکلاتین سنتاز و گلوتاتیون می شود که مسئول حذف تنش درون سلولی هستند [16]

در میان یوکاریوت ها مخمر ها نقش مهمی در تولید نانودرات نیمه هادی ایفا می کند. به عنوان مثال قرار دادن Candida glaborata در برابر یون های کادمیوم باعث تولید سولفيد کادمیوم داخل سلولی می شود [11] ساکارومایسس سرویزیه به طور کامل برای سنتز نانوذرات نقره و طلا مورد مطالعه قرار گرفته است. اخیرا ساکارومایسس سرویزیه برای سنتز نقاط کوانتومی کادمیوم تلورید مورد استفاده قرار گرفته، که از لحاظ بیولوژیکی سازگار با بدن هستند و بنابراین می توانند برای تصویر برداری و برچسب گذاری زیستی مفید باشند [4].

سلول های مخمر نان می توانند به عنوان حامل هایی برای تولید نانوذرات از طریق روش های احیا یون های فلزی در موقعیت مورد استفاده قرار بگیرند، نانوذرات نقره و پالادیوم در موقعیت های مختلف سلول های مخمر نان در پوشش دیواره سلولی یا درون سلول مخمر سنتز می شوند، گلوگان ها در دیواره سلولی به عنوان عوامل کاهنده عمل می کنند. توسط تصویر برداری SEM اندازه نانوذرات در حدود 9 نانومترو کروی شکل نشان داده شد.

میکروسکوپ الکترونی TEM مشخص نمود که توزیع نانوذرات نقره بیشتر در اطراف سلول و مقدار کمی در درون سلول بود. ساختار نانوذرات نقره توسط طیف XRD به صورت کریستالی نشان داده شد. گزارش شد که نانو ذرات پالادیوم با اندازه ای حدود11 نائومتر توسط احیا هیدرازین هیدرات در درون و اطراف سلول مخمر نان تشکیل شدند [17]. به علاوه سوپرناانت بدون سلول Mughtestcomyces in gens که با یون طلا انکوبه شدند توانایی سنتز سریع نانوذرات طلا در اشکال مختلف کروی، مثلثی و شش ضلعی دارا بودند، پیشنهاد شد که گروه های کربوکسیل و آمید پروتئین می توانند در سنتز نانوذرات طلا درگیر شوند. غلظت های سلولی مختلف و هم چنین غلظت یون آغازگر طلا، اندازه و شکل نانوذرات طلا را کنترل می کند [9]

تولید نانوذرات توسط میکروارگانیسم های دریایی میکروارگانیسم های دریایی مثل باکتری ها، سیانوباکتری ها، اکتینوباکتری ها، مخمرها، قارچ ها و جلبک ها موجودات پروکاریوتی و پوکاریوتی ریزی هستند که در اکوسیستم های دریایی زندگی می کنند. این میکروارگانیسم ها بهترین منابع تولید کننده متابولیت ها هستند، 98 درصد از بیومس اقیانوس را تشکیل می دهند که از لحاظ صنعتی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این میکروارگانیسم ها در همه جای محیط دریا حضور دارند یعنی توانایی رشد در طیف گسترده ای از شرایط افراطی مثل اسیدی، قلیایی، دمای بالا و شوری را دارند. در سال های اخیر مطالعات بسیار زیادی بر روی پتانسیل استفاده از میکروارگانیسم های دریایی به عنوان کارخانه های نانو برای تولید نانوذرات فلزی متمرکز شده است، استفاده از این میکروارگانیسم ها برای سنتز نانوذرات ایمن تر است زیرا برای انسان پاتوژن نیستند. با این حال گزارش های محدودی از بیوسنتز نانوذرات فلزی توسط میکروارگانیسم های دریایی در دسترس است [18]. جنس

Streptow/1ykes sp میزان زیادی مولکول های فعال زیستی تولید می کند که برای سنتز سبز نانوذرات فلزی مورد استفاده قرار گرفته است، سیانوباکتری ها یک منبع خوب دارویی، رنگدانه و پروتئین هستند و به دلیل آنکه مقدار زیادی رنگدانه فلورسنت محلول در آب و فیکوبیلی پروتئین تولید می کنند برای پیوسنتز نانوذرات فلزی مورد توجه قرار گرفته اندا19]. برای اولین بار سنتز نانوذرات نقره با سایز حدود 200 نانومتر توسط Pseudomiconds stuitzeri AG259 در فضای پری پلاسمایی گزارش شد، جلبک دریایی Chlorella sp به طور گسترده ای برای سنتز نانوذرات مختلف شامل پالادیوم ، طلا و نقره مورد استفاده قرار گرفته است.

قارچ Penicilitami fellatarin نیز از رسوبات ساحلی مانگرو جدا شد و برای سنتز نانوذرات نقره استفاده شد. نانوذرات نقره به صورت خارج سلولی با اندازه ای در حدود 2تا 5 نانومتر در سوپرناٹانت سلول های آزاد تشکیل شدند [20]. مخمر در پاپی 1/Rhodosporidity cliobowifi برای سنتز درون سلولی نانوذرات سولفید سرب مورد استفاده قرار گرفته است [14] کاربرد زیست پزشکی نانوذرات فلزی نانوذرات در زمینه های مختلف پزشکی از جمله تشخیص، درمان، تحویل دارو، پوشش دستگاههای پزشکی، پانسمان زخم، منسوجات پزشکی، وسایل پیشگیری از بارداری، ضد قارچ و ضد التهاب و کاربرد دارند (3).

در حال حاضر نانوذرات فلزی به فرم اکسید مثل اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم در لوازم آرایشی، کرم های ضد آفتاب، خمیر دندان و دار و کاربرد دارند [14]. هم چنین نانوذرات آهن و اکسید آهن برای نشانه گذاری سلول، بازسازی بافت و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) گزارش شده اند که همین امر کاربرد آن را در زیست پزشکی مشخص می کند .  [4]. نانوذره طلا به دلیل سازگاری با دستگاه ایمنی بدن و غیر سمی بودن برای تهیه داربست تحویل دارو مناسب هستند. مطالعات نشان داده که نانوذرات نقره از طریق تولید رادیکال های اکسیژن آزاد می توانند مسیرهای آپوپتوزی را در درون سلول فعال و تکثیر سلولی را مهار می کنند، بدین ترتیب به عنوان عوامل ضد تومور و ضد آنژیوژنز برای تشخیص و درمان سرطان انسان مورد توجه قرار گرفته اند (9).

ستوچینسکایا و همکاران نانوذرات طلا را با کمپلکس آنتی بادی – فثالوسيانين ترکیب کردند و سلول های سرطان سینه را هدف گذاری کردند که منجر به تولید اکسیژن منفرد و در نتیجه کشتن سلول های سرطانی سینه شدند (6). هم چنین برخی از مطالعات بیان کرده اند که نانوذره مگنتیت (FeO) با ترکیب شدن به عوامل شیمی درمانی مثل متوتروکسات و گلروتوکسین برای درمان سرطان کاربرد دارد [4].

سوندارمرتحی و همکاران نیز گزارش کردند، نانوذرات نقره (Ag) سنتز شده توسط Aspergilts ntger به عنوان عوامل بهبود دهنده ی زخم کاربرد دارند یعنی فعالیت باکتری های پاتوژن را مهار و هم چنین سیتوکین های درگیر در بهبودی زخم را تعدیل می کنند، که مزایای آن کاهش زمان مورد نیاز برای تمایز فیبروبلاست ها به سلول های میوفیبروبلاست (درگیر در انقباض زخم)، و در نتیجه بهبودی سریع تر زخم است [9]، نانوذرات طلای (Au) سنتز شده توسط Candida albicas برای تشخیص سلول های سرطانی کبد مورد مطالعه قرار گرفتند، و توانستند به طور صریح سلول ها طبیعی را از سلول های سرطانی تشخیص دهندا5)، نانو ذرات طلا (Au) هم چنین به عنوان یک ابزار ضروری برای تشخیص هورمون Human chorionic ( gottadotropin (HCG در نمونه های ادرار زنان باردار استفاده می شوند.

بروندنی و همکاران گزارش کردند که نانوذرات پلاتین (P) به عنوان پیوسنسور برای تعیین آدرنالین حساسیت بالایی دارند [4]. فعالیت ضد باکتری نانوذرات مختلف یکسان نیست یعنی هر نانوذره طیف خاصی از باکتری ها را از بین می برد. از سالیان گذشته فعالیت ضد میکروبی فلزات سنگین مثل ، Cu، Ag Zhn ،Ti ، A شناخته شده است. اندازه ی کوچک نانوذرات آن ها را برای مقاصد ضد میکروبی و مبارزه با باکتری های درون سلولی مناسب می کند[21]. نانوذرات نقره به علت فعالیت ضد میکروبی آن ها به طور گسترده ای در منسوجات پزشکی کاربرد دارند. این نانوذرات سبب تغییر نفوذپذیری غشای سلول می شوند، در نتیجه سبب انتقال نا به جای مواد از طریق غشای سلول باکتری و مرگ آن ها می شوند [11]

نتیجه گیری کلی

میکروارگانیسم ها از جمله باکتری ها، مخمرها و قارچ ها می توانند برای سنتز درون سلولی و بیرون سلولی نانوذرات مورد استفاده قرار بگیرند، استفاده از میکروارگانیسم ها به علت ارزان بودن کشت آن ها، کنترل آسان شرایط رشد مثل دما ، اکسیژن، pH و زمان انکوباسیون یکی از بهترین روش های زیستی مختلف تولید نانوذرات فلزی است. . شکل و اندازه نانوذرات سنتزی توسط میکروارگانیسم ها با تغییر پارامترهایی مانند دما، زمان انکوباسیون، اکسیژن رسانی، pH غلظت سوبسترا، فاز رشد میکروارگانیسم، نوع میکروارگانیسم و دستکاری سلول در سطح ژنوم و پروتئومیک تغییر می کند.

ظهور سویه های مقاوم به آنتی بیوتیک ، منجر به افزایش بیماری های عفونی مرتبط با این میکروارگانیسم ها شده است و مکانیسم های پیچیده ای برای مقاومت آنتی بیوتیکی گسترش یافته اند مثل تبدیل مسیر متابولیک و بنابراین نیاز به آنتی بیوتیک های جایگزین با فعالیت قوی ضد باکتری و متوقف کننده رشد می باشد، نانوذرات میکروبی دارای فعالیت ضد باکتریای قوی هستند. سیستم های تحویل دارویی مبتنی بر فناوری نانو در درمان بیماری های انسانی مثل سرطان، دیابت، عفونت های میکروبی و ژن درمانی مورد استفاده قرار می گیرند. نانوذرات به عنوان سیستم های تحویل دارو قادر به افزایش چندین ویژگی مهم از داروها مثل حلالیت، پایداری در بدن موجودات زنده، فارماکوکینتیک، توزیع بیولوژیکی و افزایش کارآیی آن ها هستند. تحقیقات فراوانی در زمینه ی بهبود کارایی سنتز نانوذرات و بررسی کاربرد این نانوذرات در زمینه زیست پزشکی صورت گرفته است، امید است که بتوان از این روش ها برای توسعه ی تولید در مقیاس وسیع، برنامه های تجاری پزشکی و مراقبت های بهداشتی در سال های آتی بهره مند شویم.

Refrence:

• Santra, T. S., Tseng, F. G., & Barik, T. K. (2014). Green biosynthesis of gold nanoparticles and biomedical applications. Am. J. Nano Res. Appl, 2,5-12.
• 2) Thakkar, K. N., Mhatre, S. S., & Parikh, R. Y. (2010). Biological synthesis of metallic nanoparticles. Nanomedicine: nanotechnology, biology and medicine, 6(2), 257-262
• 3) Chokriwal, A., Sharma, M.M., & Singh, A. (2014). Biological synthesis of nanoparticles using bacteria and their applications. American Journal of Pharm Tech Research, 4(6), 38-61.
• 4) Saratale, R. G., Karuppusamy, L., Saratale, G. D., Pugazhendhi, A., Kumar, G., Park, Y., … & Shin, H. S. (2018). A comprehensive review on green nanomaterials using biological systems: Recent perception and their future applications. Colloids and Surfaces B. Biointerfaces.
• 5) Fariq, A., Khan, T., & Yasmin, A. (2017). Microbial synthesis of nanoparticles and their potential applications in biomedicine. Journal of Applied Biomedicine, 15(4), 241-248.
• 6) Pantidos, N., & Horsfall, L. E. (2014). Biological synthesis of metallic nanoparticles by bacteria, fungi and plants. Journal of Nanomedicine & Nanotechnology, 5(5), 1.
• 7) Singh, C. R., Kathiresan, K., & Anandhan, S. (2015). A review on marine based nanoparticles and their potential applications. African Journal of Biotechnology, 14(18), 1525-1532.
• 8) Hulkoti, N. I., & Taranath, T. C. (2014). Biosynthesis of nanoparticles using microbes-a review. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 121, 474-483.
• 9) El Enshasy, H. A., El Marzugi, N. A., Elsayed, E. A., Ling, O. M., Malek, R. A., Kepli, A. N., … & Ramli, S. (2018). Medical and Cosmetic Applications of Fungal Nanotechnology: Production, Characterization, and Bioactivity. In Fungal Nanobionics: Principles and Applications (pp. 21-59). Springer, Singapore.
• 10) Iravani, S. (2014). Bacteria in nanoparticle synthesis: current status and future prospects. International scholarly research notices, 2014
• 11) Hamidi, M., Mollaabbaszadeh, H., & Hajizadeh, N. (2013). Bioproduction of nanoparticles by microorganisms and their applications. Journal of Mazandaran Universiht of Medical Sciences, 22, 22.
• 12) Das, R. K., Pachapur, V. L., Lonappan, L., Naghdi, M., Pulicharla, R., Maiti, S., … & Brar, S.K. (2017). Biological synthesis of metallic nanoparticles: plants, animals and microbial aspects. Nanotechnology for Environmental Engineering, 2(1), 18.
• 13) Ghashghaei, S., & Emtiazi, G. (2015). The methods of nanoparticle synthesis using bacteria as biological nanofactories, their mechanisms and major applications. Current Bionanotechnology, 1(1), 317
• 14) Ingale, A. G., & Chaudhari, A. N. (2013). Biogenic synthesis of nanoparticles and potential applications: an eco-friendly approach. J Nanomed Nanotechol, 4(165), 1-7.
• 15) Sehgal, N., Soni, K., Gupta, N., & Kohli, K. (2018). Microorganism Assisted Synthesis of Gold Nanoparticles: A Review. Asian Journal of Biomedical and Pharmaceutical Sciences, 8(64), 22-29.
• 16) Skalickova, S., Baron, M., & Sochor, J. (2017). Nanoparticles Biosynthesized by Yeast: A Review of their application Biosyntéza nanočástic kvasinkami: review jejich aplikace.
• 17) Li, J., Ma, G., Liu, H., & Liu, H. (2018). Yeast cells carrying metal nanoparticles. Materials Chemistry and Physics, 207, 373-379.
• 18) Manivasagan, P., Venkatesan, J., Sivakumar, K., & Kim, S. K. (2014). Pharmaceutically active secondary metabolites of marine actinobacteria. Microbiological research, 169(4), 262-278.
• 19) Manivasa gan, P., Nam, S. Y., & Oh, J. (2016). Marine microorganisms as potential biofactories for synthesis of metallic nanoparticles. Critical reviews in microbiology, 42(6), 1007-1019.
• 20) Patil, M. P., & Kim, G. D. (2018). Marine microorganisms for synthesis of metallic nanoparticles and their biomedical applications. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
• 21) Fernando, S.S. N., Gunasekara, T.D.C.P., & Holton, J. (2018). Antimicrobial Nanoparticles: applications and mechanisms of action. Sri Lankan Journal of Infectious Diseases, 8(1).

منبع مقاله : پایگاه مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی