БИОФИЗИКА, 2021, том 66, № 4, с. 734-740

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 577.181

СИНЕРГИЗМ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ НАНОЧАСТИЦ

СЕРЕБРА И ЭКСТРАКТОВ T. polium

Институт биомедицины и фармации Российско-армянского университета, 0051, Ереван, ул. О. Эмина, 123, Армения

E-mail: shushanik.kazaryan@rau.am

Поступила в редакцию 30.11.2019 г.

После доработки 24.09.2020 г.

Принята к публикации 25.12.2020 г.

Появление антибиотикорезистентных штаммов бактерий приводит к необходимости нахождения

новых противобактериальных средств. Благодаря своим свойствам все чаще в качестве таких аген-

тов рассматриваются наночастицы серебра и экстракты растений. Целью данной работы было как

исследование антибактериальных свойств наночастиц серебра, так и изучение их совместного дей-

ствия с экстрактами дубровника беловойлочного (Teucrium polium). Исследование антибактериаль-

ной активности против дикого штамма E. coli K-12 DSM 1116 и S. aureus MDC 5233 показало, что на-

ночастицы серебра и 96%-й этанольный экстракт T. polium обладали антибактериальными свойства-

ми.

70%-й этанольный экстракт T. polium не проявлял антибактериальных свойств, но

потенциировал антибактериальную активность наночастиц серебра (в 4.5 раз против E. coli K-12, в

2.0 раза против S. aureus). 96%-й этанольный экстракт увеличил антибактериальную активность

против E. coli K-12 в 4.2 раза, а против S. aureus - в 6.6 раза. Таким образом, наблюдается синергизм

антибактериального действия комплексов экстрактов с наночастицами, который связан с различ-

ными механизмами действия составляющих компонентов.

Ключевые слова: наночастицы серебра, антибактериальная активность, экстракт T. polium, флавоно-

иды, рутин.

DOI: 10.31857/S000630292104013X

Издавна серебро было известно своими анти-

В последние годы все более актуальным стано-

бактериальными свойствами и использовалось в

вится вопрос борьбы с резистентностью бактерий

народной медицине, после его начали использо-

к антибиотикам. Согласно Отчету ВОЗ за 2017 г.

вать в фармацевтических препарат, кремах, сред-

уже существует двенадцать классов патогенов с

ствах личной гигиены и др. Благодаря этому, а

резистентностью к антибиотикам, способных

также другим уникальным свойствам, все чаще в

приводить к летальному исходу [1]. Среди 51 кли-

качестве антибактериального агента рассматри-

нически испытуемого препарата на данный мо-

ваются наночастицы серебра, которые широко

мент только восемь определяются ВОЗ как инно-

используются для упаковки и хранения пищевых

вационные, остальные - модификации уже из-

продуктов для повышения их срока годности, все

чаще используют в различных областях фарма-

вестных антибиотиков. В связи с этим возникает

цевтики и биомедицины [2].

необходимость нахождения структурно новых ве-

Наночастицы серебра могут проявлять свою

ществ с антибактериальными свойствами, из-за

антибактериальную активность посредством

чего все большее внимание обращают на наноча-

множества механизмов, таких как: прямое взаи-

стицы. Наночастицы - это структуры с одним и

модействие с бактериальной клеточной стенкой;

более значением размерности, лежащем в нано-

ингибирование образования биопленки; запуск

метрическом диапазоне (1-100 нм), благодаря че-

врожденных, а также приобретенных иммунных

му они проявляют свойства, отличные от свойств

реакций хозяина; генерация активных форм кис-

макроскопических веществ.

лорода; индукция внутриклеточных эффектов

(например, взаимодействие с ДНК и/или белка-

Сокращения: ДФПГ - дифенилпикрилгидразил, ВЭЖХ - ми). Поскольку они не обладают одним и тем же

высокоэффективная жидкостная хроматография, АБА -

механизмом действия стандартных антибиоти-

антибактериальная активность, ФИК - фракционная ин-

ков, они могут быть применены против рези-

гибирующая концентрация, ОСФ - общее содержание

флавоноидов.

стентных бактерий [3-5]. Рассматриваются также

734

СИНЕРГИЗМ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА

735

другие стратегии, включая комбинированное ис-

скую плотность образцов определяли в кювете с

пользование растительных противомикробных

рабочей длиной 10 мм на UV/Vis-спектрофото-

препаратов с наночастицами [6]. Для этого целе-

метре JENWAY 6405 (Jenway Bibby Scientific Ltd.,

сообразно использовать растительные экстрак-

Великобритания).

ты, уже содержащие активные компоненты с

Определение антирадикальной активности. Ан-

антимикробными свойствами. Таким растени-

тирадикальная активность исследуемых экстрак-

ем является T. polium, экстракты которого, по ли-

тов была измерена с помощью колориметриче-

тературным данным, содержат рутин, обладаю-

ского метода с использованием стабильного ра-

щий антибактериальными свойствами [7]. Тща-

дикала дифенилпикрилгидразила (ДФПГ) [15].

тельно изучена антимикробная активность

Для измерения антирадикальной активности

рутина против штаммов различных бактерий:

компонентов экстрактов использовали 100 мкM

E. coli, P. vulgaris, S. sonnei, Klebsiella sp., P. aurugino-

раствор ДФПГ. Аликвоты от каждого разбавления

sa и B. subtilis [8-11]. Показано, что рутин спосо-

объемом 40 мкл смешивали с 360 мкл раствора ДФ-

бен синергически усиливать антибактериальную

ПГ. Полученные образцы инкубировали в течение

активность других флавоноидов [12].

15 мин при температуре 30°C, далее оптическую

Таким образом, для того чтобы новый проти-

плотность измеряли на спектрофотометре JENWAY

вомикробный препарат был эффективен в борьбе

6405 при 517 нм. В качестве негативного контроля

с бактериальной резистентностью, он должен

использовали этанол, в качестве позитивного кон-

действовать на нескольких клеточных уровнях, а

троля - спиртовый раствор кверцетина.

не на один определенный уровень, как традици-

Из дозозависимых кривых антирадикальной

онные антибиотики. Очевидный перспективный

активности экстрактов определяли значения

подход в борьбе с резистентностью - это сочета-

IC₅₀, показывающие количество экстракта, необ-

ние растительных антимикробных экстрактов с

ходимое для тушения 50% радикала ДФПГ в 1 мл

наночастицами серебра.

раствора.

Целью данной работы было исследование ан-

Анализ экстрактов методом высокоэффективной

тибактериальных свойств как наночастиц сереб-

жидкостной хроматографии. Для определения ма-

ра (в работе использован препарат «Биоцидная

жорных компонентов из класса флавоноидов ис-

добавка с наносеребром» производства ЗАО

пользовали метод высокоэффективной жидкост-

«Концерн «Наноиндустрия», Москва, Россия),

ной хроматографии (ВЭЖХ) на хроматографе Wa-

так и совместное их действие с водно-этанольны-

ters Alliance 2695 (Waters Corporation, США) со

ми экстрактами T. polium, а также с главными

спектрофотометрическим и диодно-матричным

компонентами этих экстрактов.

детекторами и программным обеспечением обра-

ботки данных MassLynx. Разделение проводили на

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

колонке С-18 (250 × 4 мм с размером частиц 4.5 нм)

при скорости элюции 1 мл/мин со следующей

Получение экстрактов. Для получения экстрак-

градиентной элюирующей системой: деионизи-

тов был использован аптечный T. polium («Анта-

рованная вода с 0.1 мл/л 90%-й ортофосфорной

рам», Армения). Для экстрагирования использо-

кислотой (раствор А) - ацетонитрил (раствор Б);

вали сухие измельченные растения в соотноше-

0-5 мин линейно раствор А доводили от 10 до 40%,

нии 1 г на 30 мл экстрагента, в качестве которого

далее до 50% в течение следующих 3 мин, поддер-

были использованы вода и этанол в концентра-

живая изократически данное соотношение раство-

ции 25, 50, 70 и 96%. Сухой растительный матери-

ров на протяжении последних 12 мин. В качестве

ал после механической гомогенизации подверга-

стандартов использовали этанольные растворы

ли воздействию ультразвуковом при 75 Вт и вре-

следующих флавоноидов в концентрации 1 мг/мл:

мени воздействия

15 мин (ультразвуковой

кверцетин (Rt = 10.62 мин), рутин (Rt = 6.63 мин),

гомогенизатор Sonic-150W, MRC Ltd., Израиль).

апигенин (Rt

11.57

мин), кемпферол

После 24-часовой инкубации на качалке (60-

(Rt = 8.71 мин), генистеин (Rt = 12.88 мин), нарин-

70 об/мин) экстракты центрифугировали 15 мин

генин (Rt = 12.78 мин) (все препараты - фирмы

при 3000 об/мин [13].

Sigma Aldrich, США). Детекцию проводили при

Определение общего содержания флавоноидов.

365 нм для кверцетина, рутина, апигенина и кемп-

Общее содержание флавоноидов определяли

ферола, 290 нм - для нарингенина, 261 нм - для ге-

спектрофотометрически благодаря способности

нистеина.

флавоноидов хелатировать атомы Al³⁺ и образо-

Определение антибактериальной активности.

вывать комплексы желтого цвета, детектируемые

Исследование антибактериальной активности

при 430 нм [14]. Для этого к 0.5 мл экстракта до-

(АБА) проводили диск-диффузионным методом

бавляли 0.1 мл 10%-го раствора AlCl₃ и инкубиро-

против штамма дикого типа Escherichia coli К-12

вали 30 мин при комнатной температуре в при-

DSM 1116 и непатогенного Staphylococcus aureus

сутствии 0.1 М раствора ацетата натрия. Оптиче-

MDC 5233 (любезно предоставлены из коллекции

БИОФИЗИКА том 66

№ 4

2021

736

КАЗАРЯН и др.

Площади зон лизиса при воздействии экстрактами и наночастицами серебра на E. coli и S. aureus

Образец

Площадь зоны лизиса, кв. пиксели

E. coli

S. aureus

96% Эт_{T. polium}

13124 ± 29

9269 ± 17

70% Эт_{T. polium}

Рутин

109 ± 21

123 ± 7

Наночастицы серебра

7151 ± 76

6319 ± 97

96% Эт_{T. polium} + наночастицы серебра

54865 ± 32

61021 ± 35

70% Эт_{T. polium} + наночастицы серебра

32066 ± 17

12507 ± 12

Рутин + наночастицы серебра

5714 ± 23

12417 ± 113

Ампициллин

3894 ± 45

5325 ± 24

Примечание. АБА не выявлена, достоверные отличия, p < 0.05.

член-корр. НАН РА А.А. Трчуняна). После 24 ч

Существуют различия в интерпретации индек-

инкубации для E. coli и 48 ч инкубации для S. aureus

са ФИК. В настоящем исследовании антибакте-

при 37°С в СО₂-инкубаторе (MRC Ltd., Израиль)

риальные эффекты экстракта/рутина в комбина-

бактерии разводили стерильной дистиллирован-

ции с наночастицами серебра оценивали по ин-

ной водой до опти ческой плотности 0.5 (стан-

дексу ФИК как синергетические (ФИК ≥ 2),

аддитивные (1 ≤ ФИК ≤ 2) или индифферент-

дарт МакФарланда), что соответсвует 10⁸бакте-

ные/антагонистические (ФИК ≤ 0.5).

риальных клеток. Далее проводили высев на чаш-

ки Петри с агаризованными питательными

Статистический анализ. Для статистической

средами, в которых проделывали лунки диамет-

обработки данных использовали t-тест Стьюден-

ром 8 мм с внесением 0.1 мл исследуемого дис-

та, за статистическую погрешность принимали

персного

раствора

наночастиц серебра

р < 0.05. Биологическая повторяемость опытов -

(0.105 мг/мл), экстракта, рутина (3.74 мкг/мл),

четырех-шестикратная при проведении двух-трех

рутина с наночастицами серебра (0.105 мг/мл)

серий в каждом опыте. В таблице и на графике

или наночастиц серебра (0.105 мг/мл) с экстрак-

(рис. 1) приведены средние арифметические зна-

том, стандартизованным по рутину. В качестве

чения и их стандартные отклонения.

положительного контроля использовали раствор

ампициллина (1 мг/мл), отрицательного контро-

ля - этанол. Чашки инкубировали в термостате в

РЕЗУЛЬТАТЫ

течение 20-24 ч, после чего путем фотографиро-

вания фиксировали результаты эксперимента.

Определение общего содержания флавонои-

Зону лизиса определяли в пикселях с помощью

дов (ОСФ) показало, что наибольшее их количе-

программы Image Repair 3.19 [16].

ство содержалось в экстрактах T. polium, получен-

ных с помощью 50, 70 и 96%-го этанола и состав-

Спектральный анализ взаимодействия нано-

ляло 24.900 ± 0.075 мкг/мл, 26.34 ± 0.11 мкг/мл и

частиц серебра со спиртовым раствором рутина и

22.110 ± 0.042 мкг/мл соответственно (рис. 1). С

экстрактами T. polium проводили на спектрофо-

учетом выхода ОСФ более активными экстраген-

тометре UV/Vis-18 (MRC, Израиль).

тами являются 50%-й и 70%-й этанол. Низкие же

Определение индекса фракционной ингибирую-

значения ОСФ, наблюдаемые у водных экстрак-

щей концентрации. Индекс фракционной ингиби-

тов, можно связать с гидрофобностью большин-

рующей концентрации (ФИК) был рассчитан для

ства флавоноидов, так, в водном экстракте ОСФ

оценки комбинированного антимикробного эф-

составляло 3,8 ± 0,08 мкг/мл, а в 25%-м этаноль-

фекта антибиотиков и наночастиц серебра следу-

ном экстракте T. polium - 9.34 ± 0.054 мкг/мл.

ющим образом [17]:

При исследовании антирадикальных свойств

ФИК = Зона лизиса (кв. пикселей) экстракта/

полученных экстрактов было обнаружено, что все

рутина в комбинации с наночастицами/

экстракты проявляют дозозависимый характер

Зона лизиса (кв. пикселей) экстракта/

антирадикальной активности. При этом макси-

рутина без наночастиц.

мальной радикалвосстанавливающей/гасящей

БИОФИЗИКА том 66

№ 4

2021

СИНЕРГИЗМ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА

737

стве экстрагента этанола в концентрации мень-

шей, чем 70%, препятствует экстрагированию ис-

следуемых нами флавоноидов. В экстрактах,

полученных с помощью 96%-го и 70%-го этанола,

были детектированы рутин и генистеин, в то вре-

мя как в остальных экстрактах не удалось детек-

тировать вышеупомянутые флавоноиды (рис. 2).

В 96%-м этанольном экстракте T. polium рутин

был детектирован в концентрации 2.1 мкг/мл, ге-

нистеин - 0.15 мкг/мл, а в 70%-м этанольном экс-

тракте T. polium концентрация рутина составила

3.74 мкг/мл, генистеина - 0.21 мкг/мл. Следует

отметить, что использование в качестве экстра-

гента 70%-го этанола приводит к увеличению не

только ОСФ и IC₅₀, но и в 1.78 раза повышает вы-

ход рутина и в 1.4 раза - генистеина. В связи с

тем, что в остальных экстрактах не удалось детек-

Рис. 1. Значения ОСФ и IC50 водно-этанольных экс-

тировать вышеперечисленные флавоноиды,

трактов T. polium.

дальнейшие исследования по определению анти-

бактериальной активности были проведены толь-

ко с 96 и 70%-ми этанольными экстрактами.

активностью среди всех экстрактов обладает

70%-й этанольный экстракт T. polium (IC₅₀ =

Антибактериальную активность определяли

= 1.400 ±

0.051 мг/мл). Остальные экстракты

по площади зоны лизиса в кв. пикселях, результа-

T. polium по убыванию проявляемой антиради-

ты представлены в таблице. Как видно из таблич-

кальной активности можно выстроить в ряд: 96%-

ных данных, 70%-й этанольный экстракт T. polium

й этанольный экстракт; 50%-й этанольный экс-

не обладал АБА ни в отношении E. coli, ни

тракт; 25%-й этанольный экстракт и водный экс-

S. aureus, однако она появлялась при совместном

тракт, с соответствующими значениями IC₅₀,

воздействии с наночастицами серебра. При этом

сами наночастицы серебра обладают антибакте-

равными 1.6 ± 0.020 мг/мл, 1.8 ± 0.026 мг/мл,

риальной активностью, однако в разы уступаю-

1.9 ± 0.017 мг/мл и 2.6 ± 0.032 мг/мл (рис. 1).

щей таковой при совместном их действии. В от-

Для уточнения флавоноидного профиля экс-

личие от них, 96%-й этанольный экстракт T. poli-

трактов T. polium был проведен ВЭЖХ-анализ на

um сам обладал выраженной АБА как против

содержание кверцетина, рутина, апигенина,

E. coli, так и против S. aureus, при совместном же

кемпферола, генистеина и нарингенина. По ре-

действии с наночастицами серебра данная актив-

зультатам стало ясно, что использование в каче-

ность увеличилась более чем в четыре раза против

Рис. 2. ВЭЖХ-анализ содержания активных компонентов в 96%-х (а) и 70%-х (б) этанольных экстрактах T. polium

(* - рутин).

БИОФИЗИКА том 66

№ 4

2021

738

КАЗАРЯН и др.

Рис. 3. Спектры поглощения экстрактов T. polium и рутина: (а)-(в) - при их непосредственном взаимодействии с

наночастицами серебра, (г) - через 24 ч инкубации.

E. coli и более чем в шесть раз против S. aureus.

Для понимания механизма воздействия на

Данный эффект не может быть связан только с

рост E. coli и S. aureus был проведен спектральный

содержанием рутина, так как в 70%-м этанольном

анализ взаимодействия наночастиц серебра с 70 и

экстракте его концентрация выше, однако прояв-

96%-ми этанольными экстрактами T. polium, а

ляемый эффект намного меньше, чем у 96%-го

также рутином, результаты которого приведены

этанольного экстракта, содержащего меньшее

на рис. 3. Как видно из этого рисунка, спектр на-

количество рутина. Следует отметить, что рутин

ночастиц серебра нивелируется при взаимодей-

обладает незначительной АБА, однако при сов-

ствии с экстрактами, что характеризует наличие

местном действии с наночастицами серебра по-

взаимодействия между наночастицами и компо-

является АБА, уступающая таковой для наноча-

нентами экстракта. В случае взаимодействия с ру-

стиц серебра против E. coli и превышающая АБА

тином аналогичный характер нивелирования

против S. aureus. Помимо этого, при воздействии

спектра поглощения наночастиц говорит о том,

аналогичных доз «зеленых» наночастиц серебра

что определенный вклад в данное взаимодей-

(т.е. синтезированных с помощью экстракта

ствие оказывается именно данным компонентом

O. araratum), полученных в нашей лаборатории,

экстрактов. И если в случае взаимодействия с

наблюдается выраженная АБА, в 13.9 раза превы-

70%-м этанольным экстрактом T. polium спустя

шающую таковую для наночастиц серебра против

24 ч образовавшийся комплекс остается стабиль-

E. coli и в 23.8 раза - против S. aureus [18].

ным (рис. 3г), то при взаимодействии с 96%-м

БИОФИЗИКА том 66

№ 4

2021

СИНЕРГИЗМ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА

739

этанольным экстрактом комплекс частично рас-

В настоящем исследовании мы оценивали си-

падается и происходит наложение спектров по-

нергетический эффект экстрактов T. polium и на-

глощения экстракта и наночастиц. При взаимо-

ночастиц серебра, вводимых в дозах меньших,

действии с рутином спектры взаимодействия спу-

чем их минимальная ингибирующая концентра-

стя сутки инкубации не остались прежними,

ция (данные не приводятся). Потенциальные си-

однако и не повторяли спектры отдельных ком-

нергетические антибактериальные эффекты бы-

понентов инкубационной смеси, из чего можно

ли определены количественно по индексу функ-

судить об образовании новых комплексов.

циональной ингибирующей концентрации,

который был определен с использованием мини-

мальной ингибирующей концентрации, получен-

ОБСУЖДЕНИЕ

ных методом микродилюционного контроля [17].

Хотя механизм антибактериального действия

Расчеты значений ФИК показали, что дей-

наночастиц серебра до сих пор известен не пол-

ствие 96%-го этанольного экстракта T. polium в

ностью [19, 20], есть доказательства того, что из

комплексе с наночастицами против роста E. сoli и

структуры наночастиц могут высвобождаться ио-

S. aureus имеет синергетическое действие (2.7 и

ны Ag⁺, которые, как известно, проявляют анти-

3.9 соответственно). Аналогичная картина на-

микробную активность при взаимодействии с

блюдатся и при действии 70%-го этанольного

тиолсодержащими белками. Главным отличием

экстракта T. polium в комплексе с наночастицами

серебра со значениями ФИК 4.5 и 2.0 соответ-

при использовании наночастиц серебра и Ag⁺ как

ственно для E. сoli и S. aureus. В отличие от выше-

антимикробных веществ является концентрация:

указанного, комплекс рутина с наночастицами

для достижения желаемого эффекта достаточно

обладает лишь аддитивными свойствами. Прояв-

наномолярных концентраций наночастиц и мик-

ляемый синергизм связан с различными механиз-

ромолярных концентраций иона серебра.

мами действия компонентов экстрактов и нано-

Антибактериальная активность наночастиц

частиц, а также их комплексов.

серебра проявляется разносторонними механиз-

Антибактериальная активность наночастиц

мами действия. Наночастицы серебра способны

серебра неспецифична и зависит от формы, раз-

образовать «ямы» в клеточных стенках бактерий,

мера, заряда и т. д. Наши эксперименты показа-

также взаимодействовать с белками электрон-

ли, что наночастицы серебра могут усиливать ан-

транспортной цепи мембран, приводя к пониже-

тибактериальное действие антибиотиков ампи-

нию содержания АТФ и генерации активных

циллина как аддитивно, так и синергетически в

форм кислорода. Интерес к наночастицам сереб-

зависимости от дозы [24]. Важно отметить, что

ра повышается в связи с их способностью полива-

синергетические эффекты комплексов наноча-

лентного взаимодействия как с поверхностью

стиц серебра с экстрактами T. polium против роста

клеточной стенки, так и внутри цитоплазматиче-

E. coli и S. aureus можно использовать для ком-

ских биополимерных цепей, приводя к измене-

плексного подхода в антибиотикотерапии. Наши

нию их конформационной энтропии. Например,

исследования подтвердили синергетический ан-

цитотоксичность наночастиц серебра проявляет-

тимикробный эффект наночастиц серебра в ком-

ся и в связи с взаимодействием со структурными

плексе с экстрактами T. polium, что может умень-

элементами рибосом и ДНК, останавливая транс-

шить дозу и токсичность этих наночастиц.

ляцию, репликацию и приводя к гибели клетки

[21, 22].

Наночастицы серебра обладают несколькими

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

бактерицидными механизмами действия одно-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

временно, что может объяснить тот факт, почему

интересов.

бактериальная резистентность к серебру редка,

однако еще больший антимикробный эффект до-

стигается при их совместном использовании с

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

растительными вторичными метаболитами [23].

Настоящая работа не содержит описания ис-

Полученные нами результаты показывают, что

следований с использованием людей и животных

антибактериальный эффект наночастиц серебра,

в качестве объектов.

диспергированных в экстрактах T. polium, выше,

чем у наночастиц. Это может объясняться тем,

что сами экстракты содержат антиоксиданты и

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

мембрано-защитные компоненты, в частности

рутин. А одним из механизмов действия наноча-

1. C. Willyard, Nature 15, 543 (2017). DOI: 10.1038/na-

стиц серебра является ион-опосредованное дей-

ture.2017.21550

ствие гибели клетки с формированием свободных

2. V. Leso, L. Fontana, M. C. Mauriello, et al., Curr.

радикалов: активных форм кислорода и азота.

Nanosci. 13, 55 (2017).

БИОФИЗИКА том 66

№ 4

2021

740

КАЗАРЯН и др.

3. M. K. Rai, S. D. Deshmukh, A. P. Ingle, et al., J. Appl.

13. Ш. А. Казарян, Л. Р. Рштуни, М. Л. Геворкян и др.,

Microbiol. 112 (5), 841 (2012). DOI: 10.1111/j.1365-

Вестн. РАУ 2, 86 (2016).

2672.2012.05253.x

14. G. Gasparyan, S. Tiratsuyan, Sh. Kazaryan, et al., J.

4. P. V. Baptista, M. P. McCusker, A. Carvalho, et al.,

Exp. Biol. Agricult. Sci. 3 (2), 174 (2015).

Front. Microbiol. 9,

1441

(2018). DOI: 10.3389/

15. L. L. Mensor, F. S. Menezes, G. G. Leitão, et al., Phy-

fmicb.2018.01441

tother Res. 15 (2), 127 (2001). DOI: 10.1002/ptr.687

5. C. Bankier, R. K. Matharu, Y. K. Cheong, et al., Sci.

16. D. G. Asatryan, G. S. Sazhumyan, and H. S. Shah-

Rep. 9, 16074 (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-52473-2

verdyan, Math. Problems Comput. Sci. 28, 88 (2007).

17. L. V. da Silva, M. T. Araújo, K. R. N. dos Santos, et al.,

6I. Górniak, R. Bartoszewski, and J. Króliczewski,

Phytochem. Rev.

18,

241

(2019).

DOI:

Mem. Inst. Oswaldo Cruz 106 (1), 44 (2011).

10.1007/s11101-018-9591-z

18. S. A. Ohanyan, L. R. Rshtuni, H. V. Grabski, et al., Bi-

ol. J. of Armenia 71 (3), 89 (2019).

7. O. Milošević-Djordjević, M. Radović Jakovljević, A.

19. G. Franci, A. Falanga, S. Galdiero, et al., Molecules 20

Marković, et al., Turk. J. Biol. 42 (2), 152 (2018). DOI:

(5), 8856 (2015) DOI: 10.3390/molecules20058856

10.3906/biy-1707-36

20. A. Abbas, S. S. Naz, and S. A. Syed, Pak. J. Agri. Sci.

8. A. Ganeshpurkar and A. K. Saluja, Saudi Pharm. J. 25

56 (1), 113 (2019).

(2), 149 (2017). DOI: 10.1016/j.jsps.2016.04.025

21. F. Mirzajani, A. Ghassempour, A. Aliahmadi, et al.,

9. G. C. Chiou and X. R. Xu, J. Ocul. Pharmacol. Ther.

Res. Microbiol. 162 (5), 542 (2011).

20 (2), 107 (2004).

22. I. X. Yin, J. Zhang, I. S. Zhao, et al., Int. J. Nanomed.

10. S. Dubey, A. Ganeshpurkar, D. Bansal, et al., Chron.

15, 2555-2562 (2020). DOI: 10.2147/IJN.S246764

Young Sci. 4, 153 (2013).

23. N. Durán, M. Durán, M. B. de Jesus, et al., Nanomed-

11. S. Dubey, A. Ganeshpurkar, A. Shrivastava, et al., Ind.

icine

(3),

789

(2016) DOI:

10.1016/j.na-

J. Pharmacol. 45 (4), 415 (2013).

no.2015.11.016

12. A. C. Abreu, A. J. McBain, and M. Simoes, Nat. Prod.

24. M. E. Samberg, P. E. Orndorff, and N. A. Monteiro-

Rep. 29 (9), 1007 (2012).

Riviere, Nanotoxicology 5, 244 (2011).

Synergistic Antibaсterial Activity of Silver Nanoparticles and T. polium Extracts

Sh.A. Kazaryan, L.R. Rshtuni, and A.A. Hovhannisyan

Institute of Biomedicine and Pharmacy, Russian-Armenian University, 123 Hovsep Emin str., Yerevan, 0051, Armenia

The emergence of antibiotic-resistant bacterial strains leads to the need to find new antibacterial agents. Due

to their properties, silver nanoparticles and plant extracts are more often considered as promising antibacte-

rial agents. The aim of this work was to study the antibacterial properties of silver nanoparticles and evaluate

the potential effect from the combination of silver nanoparticles and Teucrium polium extract. In this study,

we investigated the antibacterial activity of silver nanoparticles and 96% ethanolic extract of T. polium against

wild strains of E. coli K-12 DSM 1116 and S. aureus MDC 5233. The results showed that the plant extract

and silver nanoparticles have antibacterial effects. 70% ethanol extract of T. polium had no antibacterial effect,

but provided an increase in the antibacterial activity of silver nanoparticles (by 4.5 times against E. coli K-12,

by 2 times against S. aureus). 96% ethanol extract allowed for increased antibacterial activity of silver

nanoparticles against E. coli K-12 (by 4.2 times) and S. aureus (by 6.6 times). Thus, the synergistic antibac-

terial effects is observed in the interaction between the extract and nanoparticles that might be due to different

mechanisms of action of the constituents.

Keywords: silver nanoparticles, antibacterial activity, T. polium extract, flavonoids, rutin

БИОФИЗИКА том 66

№ 4

2021