Наночастицы оксида вольфрама и ультрафиолет оказались «убойной парочкой» для грибов и бактерий

Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Института общей и неорганической химии РАН совместно с украинскими коллегами разработали новый способ получения наночастиц оксида вольфрама и изучили их воздействие на биологические объекты. Соответствующая статья опубликована в Journal of Photochemistry and Photobiology B. Оксид вольфрама WO3 давно оценивается как перспективное рентгеноконтрастное соединение для компьютерной томографии — незаменимого на сегодня способа получения снимков внутренних органов при диагностике многих заболеваний. Но чтобы понять, насколько безопасно его использование в таком качестве, требовались конкретные эксперименты. На них и сосредоточились авторы работы. Они обработали полученными наночастицами оксида вольфрама культуры различных клеток — от болезнетворных бактерий и грибков до мышечных клеток мышей. В различные группы одних и тех же клеток добавляли разное количество наночастиц. После этого их подвергали воздействию ультрафиолета. Оксид вольфрама — фотокатализатор, то есть под действием ультрафиолетового излучения он резко ускоряет химические реакции, порождающие активные формы кислорода, способные повредить клеточные стенки. Оказалось, что использование умеренных количеств наночастиц оксида вольфрама вместе с последующим ультрафиолетовым излучением приводит к гибели исключительно клеток бактерий и грибков. Здоровые мышечные клетки мышей при этом продолжали делиться с нормальной скоростью. К их уничтожению приводило только значительное наращивание дозы оксида вольфрама. Причина, по которой малые количества этого фотокатализатора опасны для бактерий и грибков, но безопасны для соматических клеток крупных организмов, вероятно, заключается в том, что клеточные стенки бактерий (прокариот) устроены иначе, чем у эукариот и хуже защищают от активных форм кислорода. Впрочем, возможно, дело чуть обстоит чуть сложнее. Из других работ известно, что с с раковыми клетками людей оксид вольфрама так же справляется уже в малых дозах. Возможная причина в этом случае — слабая устойчивость раковых клеток к кислороду. Исследователи отмечают, что полученные ими данные позволяют создавать антибактериальные покрытия для больниц, транспорта и иных общественных мест. При процедуре кварцевания поверхности, покрытые оксидом вольфрама, будут убивать практически все клетки прокариот, резко усиливая стерилизующее воздействие ультрафиолета от кварцевых ламп. Вне больниц сходное действие даст обычный солнечный свет. Комбинируя оксид вольфрама с ультрафиолетовыми лампами большой мощности можно использовать наночастицы этого соединения и в очистке сточных вод. Ученые планируют продолжить свои исследования, подробно изучив воздействие наночастиц оксида вольфрама на раковые клетки. Если их эффективность подтвердится, то вместе вместе с возможностью использования WO3_ как контрастного агента при томографии, это позволит сочетать раннюю диагностику рака с борьбой с опухолями.