De ce mor bacteriile pe suprafețele de cupru?

Cercetătorii dezvăluie detalii importante ale fenomenului

Se știe de mult că suprafețele de cupru pot opri germenii periculoși. Cu toate acestea, de ce bacteriile mor atunci când intră în contact cu cuprul nu este pe deplin înțeles. Biochimiștii de la Universitatea din Berna, împreună cu cercetătorii de materiale de la Universitatea Saarland, au dezvăluit acum un detaliu important al fenomenului. În testele de laborator, au reușit să demonstreze că bacteriile mor doar dacă sunt în contact direct cu suprafața de cupru. Ionii individuali de cupru dintr-un lichid nu sunt adesea suficienți pentru aceasta.

Această descoperire va ajuta cercetătorii de materiale să dezvolte acoperiri care pot inhiba bacteriile, de exemplu pentru clanțe și întrerupătoare de lumină din spitale. Oamenii de știință au publicat acum în comun rezultatul cercetării în revista „Applied and Environmental Microbiology” a Societății Americane de Microbiologie.

Potrivit Institutului Robert Koch, aproximativ 500 de persoane suferă o infecție în spital în fiecare an. Experții au estimări diferite despre câți mor din cauza asta. Cifrele variază între 000 și 15 de decese pe an. „Sunt mai mulți oameni decât mor pe drum”, compară Marc Solioz, profesor de biochimie la Universitatea din Berna. Împreună cu Frank Mücklich, profesor de materiale funcționale la Universitatea Saar, expertul elvețian în cupru vrea să dezvolte acoperiri antibacteriene pentru a reduce răspândirea infecțiilor periculoase în spitale. „Pentru astfel de materiale noi, totuși, trebuie mai întâi să înțelegem cum cuprul ucide bacteriile. Deoarece cuprul este, de asemenea, al treilea cel mai frecvent oligoelement din corpul uman și, evident, nu este dăunător acolo”, explică Solioz.

Cel puțin cinci modele de explicații diferite sunt în prezent investigate de oamenii de știință din întreaga lume. „Unii bănuiesc că cuprul destabiliza peretele celular al bacteriilor, provocându-le scurgeri. Alți cercetători presupun că cuprul se leagă de ADN-ul germenilor și taie secvențele genelor în bucăți mici”, rezumă Marc Solioz. Faptul este că ionii de cupru pot fi detectați în interiorul bacteriilor ucise la microscopul electronic. Modul în care cuprul intră în interiorul celulelor este încă neclar, la fel cum este declanșat procesul distructiv în bacterii.

În experimentul de laborator, cercetătorii au folosit tehnologia de interferență cu laser la Centrul de Cercetare Steinbeis pentru Ingineria Materialelor (MECS) din Saarbrücken, care este condus de profesorul Mücklich. O placă de cupru era acoperită acolo cu un strat subțire de plastic. Cercetătorii materialelor au făcut găuri minuscule în acest strat cu raze laser pulsatoare, creând un model de tip fagure. Găurile erau de o jumătate de micrometru, o milioneme de metru, mai mici decât diametrul bacteriilor. „Rezultatul surprinzător pentru noi a fost că bacteriile de pe această suprafață nu au murit, deși au fost eliberați ioni de cupru”, explică profesorul Mücklich. Într-un experiment comparativ cu o placă de cupru neacoperită și aceeași concentrație de ioni de cupru, toate bacteriile au fost distruse după câteva ore. „Acest lucru arată că bacteriile mor în primul rând atunci când intră în contact direct cu suprafața de cupru. Aparent, aceasta atacă mai întâi învelișul celular și astfel creează condițiile pentru ca ionii de cupru să poată distruge complet celulele”, conchide echipa interdisciplinară de cercetare. Acest lucru sugerează că procesele electrochimice complexe dintre placa de cupru și nucleele de la suprafață joacă un rol. Acum trebuie să fie cercetate mai în detaliu, astfel încât să poată fi dezvoltate suprafețele de material germicid pe bază de cupru.

Articolul tehnic „Uciderea prin contact a bacteriilor de pe cupru este suprimată dacă contactul bacterian-metal este prevenit și este indus pe fier de ionii de cupru”  de autorii Salima Mathews, Michael Hans, Frank Mücklich și Marc Solioz a fost publicat în revista „Applied and Environmental Microbiology”.

Sursa: Saarbrücken [ Universitatea Saarland ]