Approche innovante pour la purification de l'eau avec des nanoparticules d'argent

Le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus-2 (SARS-CoV-2) est le virus qui cause une maladie grave appelée Coronavirus-2019 (COVID-19). Depuis début 2020, ce virus s'est répandu partout dans le monde, entraînant plus de 775 millions de cas et plus de 7 millions de décès. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) a déclaré une urgence de santé publique en janvier 2020. Les impacts du COVID-19 ont conduit à de nombreuses études visant à trouver des moyens de réduire sa propagation. Un moyen important mais souvent négligé de propagation du virus est à travers l'eau contaminée par des déchets humains contenant le virus. Des recherches montrent que le virus peut survivre dans l'eau jusqu'à sept jours à température ambiante.

On a trouvé le SARS-CoV-2 dans les eaux usées, ce qui soulève des inquiétudes quant à la possibilité d'une transmission du virus par l'eau contaminée. Cela inclut les eaux usées provenant d'hôpitaux, de paquebots de croisière et d'avions qui n'ont pas été correctement gérés. Il est important de trouver des moyens de résoudre ce problème, car les plans d'eau peuvent être une source cachée de transmission du virus. Cette étude vise à trouver une solution rentable pour éliminer le SARS-CoV-2 de l'eau, ce qui pourrait aider à ralentir la propagation de la maladie.

#Nanoparticules d'argent et leurs usages

Les nanoparticules d'argent (AgNPs) sont de toutes petites particules d'argent qui ont des propriétés uniques. Elles sont plus petites et se comportent différemment que l'argent en vrac. À cause de leur taille et de leurs caractéristiques, elles sont largement utilisées comme agents antimicrobiens, c'est-à-dire qu'elles peuvent tuer des bactéries et des virus. Des études ont montré que les nanoparticules d'argent peuvent efficacement combattre différents types de microorganismes, y compris des bactéries et des virus.

L'efficacité des nanoparticules d'argent vient de leur petite taille et de leur grande surface, ce qui les aide à traverser les membranes cellulaires pour atteindre les sites cibles. Ce mouvement peut entraîner des effets toxiques dans les cellules vivantes à de faibles concentrations. Alors, fabriquer ces nanoparticules par des méthodes respectueuses de l'environnement propose des alternatives sûres pour traiter les infections.

Cette étude se concentre sur l'utilisation de nanoparticules d'argent fabriquées à partir de Moringa oleifera, une plante connue pour ses bienfaits pour la santé, comme désinfectant pour l'eau infectée par le SARS-CoV-2. Les feuilles de Moringa oleifera contiennent des composés qui ont des effets antioxydants et Antibactériens, ce qui les rend utiles pour combattre les infections. Ces composés aident aussi à la création de nanoparticules d'argent, les rendant attrayantes pour une utilisation comme agents antimicrobiens sûrs et à faible coût.

#Synthèse et caractérisation des nanoparticules d'argent

Dans cette étude, des nanoparticules d'argent ont été créées avec succès en utilisant des extraits de feuilles de Moringa oleifera, et plusieurs tests ont été réalisés pour analyser leurs propriétés. D'abord, des changements visuels dans le mélange ont indiqué que des nanoparticules d'argent s'étaient formées, changeant de couleur d'un jaune-verdâtre à un brun foncé. La présence de nanoparticules a été confirmée par spectroscopie UV-Vis, qui a montré un pic caractéristique typique des nanoparticules d'argent.

D'autres tests, comme la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), ont montré les différents composés présents dans l'extrait de Moringa qui ont aidé à produire les nanoparticules d'argent. La microscopie électronique à balayage (SEM) a permis d'examiner la forme et la taille des nanoparticules, confirmant qu'elles avaient une forme et une taille variées mais restaient efficaces. L'analyse de diffraction des rayons X (XRD) a vérifié la structure cristalline des particules, indiquant que les nanoparticules étaient stables.

#Activité antibactérienne

Pour confirmer l'efficacité des nanoparticules d'argent, des tests ont été réalisés pour voir à quel point elles pouvaient tuer des bactéries. Des isolats bactériens cliniques de Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus ont été utilisés pour les tests. Les résultats ont montré que les nanoparticules d'argent étaient efficaces pour tuer des bactéries, des doses plus élevées entraînant une plus grande activité antibactérienne.

Ces résultats confirment que les nanoparticules d'argent perturbent les membranes cellulaires bactériennes, empêchant la croissance et la reproduction. Cela est en accord avec d'autres recherches montrant que les nanoparticules d'argent peuvent inhiber la croissance bactérienne de manière dépendante de la dose, entraînant une dégradation et la mort cellulaire.

#Test de Cytotoxicité

Après avoir confirmé que les nanoparticules d'argent tuent efficacement les bactéries, l'étude a évalué leur sécurité sur des cellules vivantes. Plus précisément, des cellules Vero, couramment utilisées dans des études de laboratoire, ont été traitées avec les nanoparticules pour déterminer une concentration sûre. Les résultats ont montré un effet dépendant de la dose où des doses plus élevées affectaient la viabilité cellulaire. La valeur IC50, qui indique la concentration à laquelle 50 % des cellules sont inhibées, a été trouvée relativement basse, suggérant que les nanoparticules sont sûres à utiliser car elles ne nuisent pas beaucoup aux cellules humaines.

#Test de l'activité antivirale

L'étude a aussi visé à tester l'efficacité des nanoparticules d'argent contre le SARS-CoV-2. Pour cela, un test de PCR quantitative (qPCR) a été utilisé, qui est une méthode courante pour détecter la présence d'ARN viral dans des échantillons. Les nanoparticules d'argent ont été mélangées avec des échantillons contenant le virus et incubées pendant une période définie.

Au fil du temps, les résultats ont montré que les nanoparticules avaient un impact positif sur la réduction de l'efficacité du virus. Plus précisément, les résultats des tests indiquaient que la présence des nanoparticules d'argent augmentait les valeurs de seuil de cycle (Ct). Des valeurs Ct plus élevées suggèrent qu'il y a moins de charge virale dans l'échantillon, ce qui signifie que les nanoparticules inhibaient efficacement le virus.

Dans l'ensemble, ces résultats sont prometteurs, indiquant que les nanoparticules d'argent biosynthétisées peuvent réduire la présence de SARS-CoV-2 dans l'eau sans être toxiques pour les cellules vivantes. Cela suggère que les nanoparticules d'argent créées à partir de Moringa oleifera pourraient être une méthode efficace et sûre pour nettoyer l'eau contaminée.

#Conclusion

Cette étude a démontré que les nanoparticules d'argent fabriquées à partir de feuilles de Moringa oleifera peuvent efficacement inhiber le virus SARS-CoV-2 et tuer des bactéries nuisibles. Les nanoparticules ont montré un potentiel en tant qu'alternative peu coûteuse et moins toxique pour traiter l'eau contaminée. Les résultats pourraient avoir des implications significatives pour la santé publique, en particulier dans les efforts pour contrôler la propagation du COVID-19 à travers les plans d'eau. D'autres recherches pourraient s'appuyer sur ces résultats pour développer des applications pratiques pour ces nanoparticules dans la purification de l'eau et les stratégies de contrôle des infections.

#Matériaux et méthodes

#Préparation du matériel végétal

Des feuilles de Moringa oleifera fraîches ont été collectées et soigneusement nettoyées. Un mélange des feuilles et d'eau déionisée a été préparé et chauffé au micro-ondes jusqu'à l'apparition d'une couleur jaune-verte. Après refroidissement, le mélange a été filtré pour obtenir l'extrait de feuille pour un usage futur.

#Synthèse des nanoparticules d'argent

Les nanoparticules d'argent ont été produites en mélangeant l'extrait de feuille avec une solution de nitrate d'argent. Le mélange a été micro-ondé pendant une courte période, et le changement de couleur a indiqué que des nanoparticules s'étaient formées. Les nanoparticules résultantes ont été purifiées par centrifugation.

#Caractérisation des nanoparticules d'argent

Les propriétés des nanoparticules d'argent synthétisées ont été analysées en utilisant diverses techniques, y compris la spectroscopie UV-Vis et FTIR pour déterminer les groupes fonctionnels et la composition. La morphologie et la taille ont été examinées par SEM, tandis que la XRD a été utilisée pour confirmer la structure cristalline.

#Test antibactérien

Les activités antibactériennes des nanoparticules d'argent ont été évaluées en utilisant des isolats cliniques de Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus. Les tests ont impliqué la mesure des zones d'inhibition pour déterminer l'efficacité de différentes concentrations.

#Test de cytotoxicité

Pour évaluer la sécurité sur les cellules vivantes, des cellules Vero ont été exposées à différentes concentrations de nanoparticules d'argent. La viabilité cellulaire a été déterminée par un essai commercial pour trouver la valeur IC50.

#Test antiviral

L'activité antivirale a été mesurée en mélangeant les nanoparticules d'argent avec des échantillons viraux et en utilisant la qPCR pour évaluer la charge virale au fil du temps. L'augmentation des valeurs Ct a indiqué l'efficacité des nanoparticules contre le SARS-CoV-2.