Antibacterial efficacy of novel bismuth-silver nanoparticles synthesis on Staphylococcus aureus and Escherichia coli infection models

Introduction

The emergence of multi-drug-resistant bacteria is one of the main concerns in the health sector worldwide. The conventional strategies for treatment and prophylaxis against microbial infections include the use of antibiotics. However, these drugs are failing due to the increasing antimicrobial resistance. The unavailability of effective antibiotics highlights the need to discover effective alternatives to combat bacterial infections. One option is the use of metallic nanoparticles, which are toxic to some microorganisms due to their nanometric size.

Methods

In this study we (1) synthesize and characterize bismuth and silver nanoparticles, (2) evaluate the antibacterial activity of NPs against Staphylococcus aureus and Escherichia coli in several infection models (in vivo models: infected wound and sepsis and in vitro model: mastitis), and we (3) determine the cytotoxic effect on several cell lines representative of the skin tissue.

Results and discussion

We obtained bimetallic nanoparticles of bismuth and silver in a stable aqueous solution from a single reaction by chemical synthesis. These nanoparticles show antibacterial activity on S. aureus and E. coli in vitro without cytotoxic effects on fibroblast, endothelial vascular, and mammary epithelium cell lines. In an infected-wound mice model, antibacterial effect was observed, without effect on in vitro mastitis and sepsis models.

Análisis de QTL asociados a polimorfismos de nucleótido único (SNP) involucrados en el fenotipo lechero del ganado Holstein

El objetivo fue identificar QTL asociados a polimorfismos de nucleótido único (SNP) cuya acción contribuya al desarrollo fenotípico productivo, reproductivo y de salud del ganado lechero de raza Holstein. Ubicados en 120 genes del genoma Bos taurus UMD_3.1.1, se identificaron 341 QTL asociados a 189 SNP con efectos sobre rasgos productivos (FY, NM, MY, MTCAS, MBLF y PL), reproductivos (CONCRATE, DPR, EMBSUR, DAYOPEN y CONCEPT) y de salud (SCC, BTBS y RESRATE). Los SNP fueron verificados en la base de datos dbSNP-NCBI donde 42 % se ubicaron en intrones. Con la plataforma Jvenn se supo que los SNP rs135744058, rs110828053 y rs109503725, fueron comunes en los tres rasgos. La red de correlaciones entre rasgos y genes generada por MetScape (Cytoscape 3.4), mostró una correlación positiva entre PL, DPR, DAYOPEN, CONCRATE y CONCEPT; y una negativa de FY hacia PL, NM, DPR y CONCRATE. La funcionalidad de cada gen fue validada en las bases Gene-NCBI y UniProt, y por ClueGo (Cytoscape 3.4) se seleccionaron vías funcionales con un valor de significancia menor a 0.05, lo que evidenció un entrelazamiento entre el desarrollo de la glándula mamaria, la activación del sistema inmune y la respuesta a hormonas esteroideas; siendo el gen GH quien dirige dicha funcionalidad. Aunque el panorama genético muestra que existe un antagonismo entre rasgos productivos y reproductivos, la actividad genética funcional debido a los 189 SNP analizados, muestra una acción entrelazada en vías ontológicas que influyen tanto en los procesos de producción, así como en vías de reproductivas y de salud.