Dans une étude récente publiée dans le Rapports scientifiques Journal, les chercheurs ont exploré l’utilisation de champignons endophytes pour fabriquer des nanoparticules de sélénium.
Ils ont rapporté la synthèse verte réussie de nanoparticules de sélénium en utilisant Pénicillium verhagenii isolé de racines d’ail saines.
Étude: Exploration des activités antimicrobiennes, antioxydantes, anticancéreuses, de biocompatibilité et larvicides des nanoparticules de sélénium fabriquées par la souche fongique endophyte Penicillium verhagenii. Crédit d’image : KaterynaKon/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Bien que le sélénium soit l’un des micronutriments essentiels à la santé humaine et à la croissance des micro-organismes, les composés de sélénium inorganiques et organiques ont une gamme très étroite pour une consommation sûre, et une consommation excessive peut entraîner une toxicité.
Les nanoparticules ont généralement des propriétés physiques et chimiques distinctes de leurs homologues en vrac et sont relativement plus compatibles avec les organes et les tissus. Par conséquent, les nanoparticules de sélénium sont considérées comme plus sûres et moins toxiques pour l’homme que le sélénium inorganique ou organique.
Les voies biologiques fongiques et liées aux plantes ont été largement explorées pour déterminer des modes de production de nanoparticules respectueux de l’environnement et durables.
Des recherches récentes ont rapporté que les champignons endophytes produisent efficacement les métabolites actifs nécessaires à la fabrication stable de nanoparticules et produisent ces métabolites en quantités nettement plus élevées que les champignons non endophytes.
De plus, non seulement les champignons endophytes produisent divers métabolites secondaires tels que des alcaloïdes, des flavonoïdes, des cyclopeptides et des saponines dans les plantes hôtes, mais ils partagent également des propriétés antimicrobiennes, anticancéreuses, anti-inflammatoires et autres propriétés biologiques avec leurs plantes hôtes.
À propos de l’étude
La présente étude a utilisé des champignons endophytes isolés de racines d’ail saines pour explorer leur potentiel de biosynthèse de nanoparticules. Ail ou Allium sativum a été un élément essentiel de la médecine traditionnelle, les anciens Égyptiens l’utilisant pour traiter la rhinite, les morsures de serpent et les maladies cardiaques, et les anciens Grecs utilisant l’ail pour les problèmes intestinaux et pulmonaires. L’ail a également été utilisé pour traiter les plaies et les ulcères pendant la Seconde Guerre mondiale.
L’ail a diverses applications médicinales pour ses propriétés antimicrobiennes, antifongiques, antihypertensives, anticancéreuses, antipyrétiques, antioxydantes et anticonvulsives.
Les quatre souches fongiques endophytes isolées des racines d’ail comprenaient les souches AR.1 et AR.4 de Pénicillium espèces, Alternaria alternataet Aspergillus niger. Chaque souche fongique endophyte a été inoculée séparément et analysée pour déterminer son efficacité en tant que biocatalyseur dans la fabrication de nanoparticules de sélénium.
La spectroscopie ultraviolette visible (UV-Vis) a été utilisée pour surveiller le changement de couleur afin de détecter la souche avec la résonance plasmonique de surface maximale afin d’identifier la souche la plus puissante.
Les gènes espaceurs internes transcrits (ITS) de la souche la plus puissante de champignons endophytes, Pénicillium espèce AR.1, ont été amplifiés et séquencés pour identification moléculaire.
Les séquences publiées sur la base de données GenBank ont été comparées à celles générées dans la présente étude, et des arbres phylogénétiques ont été construits à l’aide d’outils bioinformatiques.
De plus, les groupes fonctionnels de la biomasse fongique ont été examinés à l’aide d’une analyse infrarouge à transformée de Fourier pour déterminer leur efficacité à réduire et à stabiliser les nanoparticules de sélénium synthétisées.
Les nanoparticules de sélénium telles que formées ont été étudiées plus avant en utilisant la diffraction des rayons X pour déterminer leur structure cristalline. La microscopie électronique à transmission a été utilisée pour comprendre les caractéristiques morphologiques telles que la forme, la taille et l’agrégation des nanoparticules de sélénium synthétisées par médiation fongique.
Les chercheurs ont également utilisé la diffusion dynamique de la lumière pour déterminer la taille de ces nanoparticules de sélénium dans une solution colloïdale. En revanche, le potentiel Zeta, qui détermine la charge électrique à la surface de la nanoparticule, a été utilisé pour évaluer la stabilité de la nanoparticule de sélénium.
Résultats
Les résultats de la spectroscopie UV-Vis et de l’identification moléculaire ont rapporté que l’espèce Penicillium AR.1, identifiée comme Pénicillium verhageniiétait la plus puissante des quatre souches isolées des racines d’ail.
Les nanoparticules de sélénium telles que formées étaient sphériques, cristallines, non agrégées et bien disposées, entre 25 nm et 75 nm, et très stables.
Les nanoparticules de sélénium produites via P. verhagenii-la modulation a également montré une activité antimicrobienne contre un large éventail d’agents pathogènes, y compris Candida albicans, C. tropicalis, C. glabrata, C. parapsilose, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtiliset Escherichia coli à des concentrations minimales inhibitrices de 12,5 µg par mL à 100 µg par mL.
Les nanoparticules de sélénium modulées par les champignons présentaient également des propriétés antioxydantes et anticancéreuses tout en étant biocompatibles avec plusieurs lignées cellulaires. Les nanoparticules de sélénium étaient également efficaces contre divers Aedes albopictus stades larvaires.
conclusion
Dans l’ensemble, les conclusions ont indiqué que P. verhageniiidentifié sur la base des séquences du gène ITS, était le plus puissant producteur de nanoparticules de sélénium.
Le P. verhagenii-les nanoparticules de sélénium modulées étaient sphériques, cristallines et entre 25 et 75 nm et présentaient une activité antimicrobienne, antioxydante et larvicide et une cytotoxicité contre les cellules cancéreuses in vitro. Les résultats ont confirmé la capacité des champignons endophytes à produire des nanoparticules actives de sélénium.
