Modèles de ROS intracellulaires (·OH, 1 O2 , H2 O2 , O2 - ) changements dans la levure. Crédit :Xu Hangbo
Des chercheurs dirigés par le professeur Huang Qing des instituts de sciences physiques Hefei (HFIPS) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont récemment prouvé le rôle important de l'oxygène singulet ( 1 O2 ), une sorte d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), dans des mécanismes antimicrobiens synergiques lors de l'étude du mécanisme fongicide du plasma atmosphérique froid (CAP). Les résultats ont été publiés dans Science of the Total Environment .
Le CAP est très efficace pour inactiver les micro-organismes nuisibles. En produisant une variété de ROS, le CAP peut induire un stress oxydatif chez les micro-organismes, entraînant ainsi différents modes de mort. Comprendre le rôle des ROS dans la destruction des micro-organismes nuisibles est d'une grande importance et peut fournir des conseils pour la destruction efficace des micro-organismes dans l'environnement.
Ces dernières années, le groupe du professeur Huang a mené des recherches systématiques sur le mécanisme et l'application de la désinfection et de la stérilisation microbiennes par plasma non thermique. Dans cette étude, les rôles des ROS générés par le plasma dans la destruction des champignons, y compris le radical hydroxyle (·OH), 1 O2 , peroxyde d'hydrogène (H2 O2 ) et l'anion superoxyde (O2 - ), ont été examinés, respectivement.
En particulier, l'effet synergique de l'oxygène singulet avec d'autres ERO générés par le plasma dans l'inactivation des champignons a été trouvé et expliqué.
Sur la base de l'étude précédente, les chercheurs ont étudié la génération de ROS (·OH, 1 O2 , H2 O2 , O2 - ) par CAP, et exploré leur relation avec divers ROS intracellulaires (·OH, 1 O2 , H2 O2 , O2 - ) au fil du temps.
Mécanisme de l'apoptose et de la nécroptose induites par la CAP. Crédit :Xu Hangbo
Selon les chercheurs, parmi les ERO générées par plasma, ·OH provoque principalement l'inactivation fongique en perturbant la structure de la membrane de la paroi, tandis que 1 O2 a un effet synergique avec d'autres ROS pour tuer les champignons. Généré par plasma 1 O2 peut induire la dépolarisation du potentiel de membrane mitochondriale (MMP), et le degré de dépolarisation du MMP détermine le sort des champignons.
Au cours d'un traitement plasmatique à court terme, de légers dommages mitochondriaux peuvent entraîner l'apparition de l'apoptose. En revanche, pendant un traitement prolongé, le ·OH généré par le plasma endommagera gravement les membranes cellulaires et un niveau élevé de 1 O2 entraînera une dépolarisation sévère du MMP, entraînant une augmentation de l'O2 intracellulaire - et Fe 2+ , ainsi que la nécroptose cellulaire.
L'équipe a également découvert que 1 O2 pourrait conduire à une agrégation de protéines intracellulaires et à la production de nécrosomes RIP1/RIP3, conduisant finalement à une nécroptose.
Cette étude améliore la compréhension du mécanisme fongicide de la PAC et fournit des orientations théoriques pour davantage d'applications de la technologie plasma. L'ingénierie à base de plasma crée des surfaces anti-contact, antisalissures et anti-drogue
