Prospects for the Use of Metal Cations for the Development of Antimicrobial Complexes

A. V. Kadomtseva; Кадомцева А. В.; G. M. Mochalov; Мочалов Г. М.; I. V. Zhdanovich; Жданович И. В.; M. S. Piskunova; Пискунова М. С.

doi:10.31857/S0132342323010128

Prospects for the Use of Metal Cations for the Development of Antimicrobial Complexes

Authors: Kadomtseva A.V.¹, Mochalov G.M.², Zhdanovich I.V.¹, Piskunova M.S.¹
Affiliations:
1. Privolzhsky Research Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation
2. Nizhny Novgorod State Technical University named after R.E. Alekseev
Issue: Vol 49, No 1 (2023)
Pages: 32-40
Section: Articles
URL: https://journal-vniispk.ru/0132-3423/article/view/145866
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132342323010128
EDN: https://elibrary.ru/GGJKEO
ID: 145866

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

It is known that antibacterial drugs with prolonged use cause antibiotic resistance in bacteria. Fast formation of resistance of microorganisms to modern antibacterial drugs requires the search for new methods of treatment. An alternative direction is the use of metal nanoparticles and their oxides as a basis for the creation of antimicrobial agents of a new generation, therefore, the study of methods for the synthesis of metal nanoparticles, their physico-chemical and pharmacological properties seems promising. The review examines the mechanisms of antibiotic resistance formation in biofilm and possible ways to overcome them for nanoscale metal particles, describes the synthesis and mechanism of action of nanoparticles containing silver, copper and zinc cations, presents the results of studies evaluating the effect of metal nanoparticles on antibiotic sensitivity in gram-positive and gram-negative bacteria, as well as fungi in comparison with the action of known dosage forms. Cu²⁺ and Zn²⁺ cations have a pronounced antibacterial effect in cultures Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Ag⁺ cations showed the greatest efficacy against S. aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae and Candida albicans.

Keywords

metal nanoparticles, copper, zinc, silver cations, antibiotic resistance, biofilm, antimicrobials

References

Turner R.J. // Microb. Biotechnol. 2017. V. 10. P. 1062–1065. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12785
Palza H. // Int. J. Mol. Sci. 2015. V. 19. P. 2099–2116. https://doi.org/10.3390/ijms16012099
Петрицкая Е.Н., Рогаткин Д.А., Русанова Е.В. // Альманах клин. мед. 2016. Т. 44. С. 221–226. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2016-44-2-221-226
Segura D.F., Netto A.V.G., Frem R.C.G., Mauro A.E., da Silva P.B., Fernandes J.A., Paz F.A.A., Dias A.L.T., Silva N.C., de Almeida E.T., Marques M.J., de Almeida L., Alves K.F., Pavan F.R., de Souza P.C., de Barros H.B., Leite C.Q.F. // Polyhedron. 2014. V. 79. P. 197–206. https://doi.org/10.1016/j.poly.2014.05.004
Ronconi L., Sadler P.J. // Coord. Chem. Rev. 2007. V. 251. P. 1633–1648. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2006.11.017
Чекнёв С.Б., Вострова Е.И., Сарычева М.А., Востров А.В. // Журн. микробиол. эпидемиол. иммунобиол. 2019. № 6. С. 5–12. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-6-5-12
Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н., Гусев А.А., Латута Н.В., Бороздкин Л.Л., Стефанцова Д.С. // Рос. нанотехнологии. 2018. Т. 13. № 3-4. С. 88–91.
Демьян В.В., Демьян Е.М., Беспалова Ж.И., Фесенко Л.Н. // Вестник Донского гос. аграр. ун-та. 2015. Т. 16. № 2-2. С. 130–138.
Коробочкин В.В., Усольцева Н.В., Горлушко Д.А., Балмашнов М.А. // Изв. Томского политехнич. ун-та. 2010. Т. 317. № 3. С. 13–16.
Абраменко Ю.А. // Молодой исследователь Дона. 2018. № 4 (13). С. 2–6.
Буринская А.А., Газизуллина А.Р., Кудрявцева Е.В. // Известия высш. учеб. завед. Технол. легк. промышл. 2020. Т. 47. № 1. С. 83–88. https://doi.org/10.46418/0021-3489_2020_47_1_15
Чекнёв С.Б., Вострова Е.И., Апресова М.А., Писковская Л.С., Востров А.В. // Журн. микробиол. эпидемиол. иммунобиол. 2015. № 2. С. 9–17.
Блинова А.А., Блинов А.В., Серов А.В., Храмцов А.Г. // Вестник Северо-Кавказского федер. ун-та. 2014. №. 6 (45). С. 9–14.
Ranoszek-Soliwoda K., Tomaszewska E., Małek K., Celichowski G., Orlowski P., Krzyzowska M., Grobelny J. // Colloids Surf. B Biointerfaces. 2019. V. 177. P. 19–24. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2019.01.037
Ahmed M.J., Murtaza G., Mehmood A., Bhatti T.M. // Mater. Lett. 2015. V. 153. P. 10–13. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2015.03.143
Ёрмамадова С.Г., Камолова И.У., Раджабов У.Р. // Наука и инновация. 2018. Т. 1. № 1. С. 133–140.
Довнар Р.И., Смотрин С.М., Ануфрик С.С., Соколова Т.Н., Анучин С.Н., Иоскевич Н.Н. // Журн. Гродненского гос. мед. ун-та. 2022. Т. 20. С. 98–107. https://doi.org/10.25298/2221-8785-2022-20-1-98-107
Aчилoвa Д.A. // Forcipe. 2020. T. 3. № 3. C. 432–433. https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-i-issledovanie-geometricheski-izomernyh-koordinatsionnyh-soedineniy-medi-i-tsinka-s-glyutaminovoy-kislotoy
Горбацевич Г.И., Стахевич С.И., Ковальчук-Рабчинская Т.В. // Свиридовские чтения: сб. ст. Вып. 14. Минск: Изд. центр БГУ, 2018. С. 53–63.
Кудрявцева Е.В., Буринская А.А. // Sci. Heritage. 2021. № 58. Вып. 14. С. 39–45. https://doi.org/10.24412/9215-0365-2021-58-1-39-45
Ерохина Е.В., Галашина В.Н., Дымникова Н.С., Морыганов А.П. // Рос. хим. журн. 2016. Т. 60. № 5-6. С. 9–16.
Харитонова Е.В., Журавлев О.Е., Червинец В.М., Ворончихина Л.И. // Хим.-фарм. журн. 2012. № 5. С. 6–8.
Уринов У.К., Ирисбеков Б.Б., Хазраткулов Ш.Ш., Комолов Р.И., Юсупбаев К.П., Бахранова Д.Р. // Universum: хим. биол. 2021. № 4 (82). С. 81–85. https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11504
Пулатова З.М., Сарымзакова Б.К., Эралиева М.Г., Сарымзакова Р.К. // Сб. статей международ. научно-практич. конфер. “Приоритетные направления развития науки и образования”. Пенза: МЦНС “Наука и просвещение”, 2018. С. 26–29.
Улькинa Я. // In: Conferința Stiințifică Națională cu Participare Internațională “Integrare Prin Cercetare și Inovare”, 10–11 Noiembrie 2021, USM. P. 176–178.