MAGNETIC HYPERTHERMIA OF MICROORGANISMS WITH NATURAL FERRIMAGNETIC PROPERTIES

Abstract

Мета: Зазвичай у практиці знешкодження мікроорганізмів магнітною гіпертермією не враховують наявність у останніх власних біогенних магнітних наночастинок. Мета дослідження виявити мікроорганізми, для яких врахування характеристик їх власних біогенних магнітних наночастинок може привести до помітного зростання ефективності магнітної гіпертермії.Методи: У дослідженні використано методи порівняльної геноміки, зокрема, попарне вирівнювання з використанням бази даних Genbank. Проведено вирівнювання протеомівмагнітотаксисної бактерії Magnetospirillumgryphiswaldense MSR-1 з протеомами патогенних мікроорганізмів, які були класифіковані за місцем локалізації і типом внутрішньої будови їх біогенних магнітних наночастинок.Результати: Проаналізовано геноми 24 штамів патогенних мікроорганізмів, які належать до таких родів: Staphylococcus, Pseudomonas, Bacillus, Shigella, Clostridioides, Streptococcus, Peptostreptococcus. Показано, що 2 із них мають кристалічні внутрішньоклітинні біогенні магнітні наночастинки, зовнішньоклітинні кристалічні – 11 штамів, внутрішньоклітинні аморфні – 8 штамів, зовнішньоклітинні аморфні – 3 штами. Також в роботі представлені розрахунки сил диполь-дипольних взаємодій між аморфними біогенними наночастинками Staphylococcusaureus та штучними магнітними наночастинками. Обговорення: Ми рекомендуємо використовувати методи порівняльної геноміки для поділу мікроорганізмів за магнітними властивостями для підбору більш ефективного способу знешкодження магнітною гіпертермією. Так 3 штами, що продукують кристалічні внутрішньоклітинні біогенні магнітні наночастинки, можна знешкодити методом магнітної гіпертермії, використовуючи у якості магнітного матеріалу їх власні наночастинки. 21 штам із зовнішньоклітинними кристалічними, внутрішньоклітинними аморфними та зовнішньоклітинними аморфними біогенними магнітними наночастинками, можна знешкодити магнітною гіпертермією, використовуючи методи штучного магнітомічення. Показано, що сил диполь-дипольних взаємодій між аморфними магнітними наночастинками та штучними магнітними наночастинками достатньо для того, щоб магнітомітити S. aureus і в подальшому знешкоджувати їх за допомогою магнітної гіпертермії. Висновки: Отже, врахування природних феримагнітних властивостей мікроорганізмів підвищить ефективність знешкодження магнітною гіпертермією.