Sintesi verde mediata da funghi di nanocompositi ZnO–MnO con proprietà antimicrobiche e antitumorali

Perché le particelle microscopiche prodotte dai funghi contano

Le infezioni resistenti agli antibiotici e il cancro sono due dei problemi medici più urgenti del nostro tempo. Molti batteri non rispondono più ai farmaci comuni e i trattamenti antitumorali possono danneggiare i tessuti sani. Questo studio esplora un alleato sorprendente della natura: un fungo del suolo comune che può costruire piccole particelle metalliche miste. Queste particelle, costituite da ossidi di zinco e manganese, sono state create con un processo pulito e a basso spreco e poi testate per la loro capacità di fermare batteri pericolosi e danneggiare le cellule tumorali risparmiando quelle sane.

Trasformare un fungo utile in una nano-officina

I ricercatori hanno usato il fungo Aspergillus terreus come laboratorio vivente. Invece di usare sostanze chimiche aggressive o alte temperature, hanno coltivato il fungo in un brodo nutritivo e hanno poi impiegato il liquido che circondava le cellule fungine come mezzo di reazione. Quando al filtrato fungino sono stati aggiunti sali di zinco e manganese, molecole naturali del fungo hanno agito sia da costruttori sia da stabilizzanti, guidando la formazione di nanocompositi ossido di zinco–ossido di manganese. Cambiamenti nel colore e nell’assorbimento della luce hanno confermato la formazione delle particelle. Immagini più dettagliate hanno mostrato sottili strati a lastre di circa 75–100 nanometri di larghezza—circa mille volte più piccoli del diametro di un capello umano.

Uno sguardo all’interno del nuovo nano-materiale

Per comprendere ciò che avevano ottenuto, il team ha utilizzato diversi strumenti standard della scienza dei materiali. Misurazioni ai raggi X hanno mostrato che il prodotto finale conteneva cristalli ben ordinati sia di ossido di zinco sia di ossido di manganese, strettamente integrati in una singola struttura. Microscopi elettronici hanno rivelato lastre sovrapposte a forma di piastra piuttosto che sfere isolate, suggerendo un’area superficiale elevata dove possono avvenire reazioni chimiche. Altri test hanno confermato che elementi derivati dal fungo restavano sulla superficie delle particelle. Queste molecole biologiche residue possono agire come un rivestimento naturale, favorendo forti interazioni dei nanocompositi con le cellule viventi pur essendo prodotti senza sottoprodotti tossici.

Combattere batteri resistenti in laboratorio

I nuovi nanocompositi sono stati messi alla prova contro diversi batteri patogeni, tra cui Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis e Klebsiella pneumoniae. In semplici test su piastra, le particelle hanno creato zone chiare prive di batteri, specialmente attorno a B. subtilis e E. coli. Misurazioni più precise in colture liquide hanno mostrato che dosi relativamente basse potevano arrestare la crescita batterica, mentre dosi leggermente più alte potevano uccidere le cellule anziché rallentarle. Nell’arco di 24 ore, il numero di batteri vivi è diminuito drasticamente quando esposto ai nanocompositi, in particolare a concentrazioni più elevate. Gli autori suggeriscono che le particelle a forma di lastra si attacchino alle superfici batteriche, generino specie reattive dell’ossigeno, danneggino membrane e DNA e interferiscano con proteine chiave—attacchi multipli che rendono più difficile per i microrganismi sviluppare resistenza.

Colpire il cancro risparmiando le cellule sane

Poiché particelle a base di zinco e manganese sono state associate a effetti citotossici verso i tumori, il team ha testato il materiale anche su linee cellulari umane. Hanno confrontato il suo impatto su una linea cellulare polmonare normale (WI-38) e su una linea di carcinoma mammario (MCF-7). I nanocompositi sono risultati molto più dannosi per le cellule tumorali che per quelle normali: la crescita delle cellule cancerose è diminuita notevolmente a dosi che le cellule normali potevano per lo più tollerare. Dai dati, i ricercatori hanno calcolato un indice di selettività di circa 3,4, cioè il materiale era approssimativamente tre volte più tossico per le cellule tumorali che per quelle sane. Questa azione selettiva suggerisce che tali nanocompositi potrebbero un giorno essere adattati in trattamenti che colpiscono i tumori più duramente rispetto ai tessuti circostanti.

Cosa potrebbe significare per i trattamenti futuri

In termini semplici, questo lavoro dimostra che un fungo comune può essere sfruttato per costruire piccole particelle metalliche miste che svolgono una duplice funzione: possono inibire o uccidere con forza diversi batteri importanti e possono anche rallentare la crescita delle cellule del cancro al seno lasciando relativamente intatte le cellule normali. Tutto ciò è ottenuto mediante un processo che evita sostanze chimiche aggressive e un elevato consumo energetico. Sebbene questi test siano stati effettuati in piastre, non in animali o in persone, essi indicano una via più ecologica per progettare nuovi strumenti antimicrobici e antitumorali. Con ulteriori verifiche sulla sicurezza nell’organismo e sulla stabilità nel sangue, tali nanocompositi prodotti biologicamente potrebbero entrare a far parte di una nuova generazione di terapie efficaci e rispettose dell’ambiente.

Citazione: Selim, S., Alhujaily, A., Saied, E. et al. Fungal-mediated green synthesis of ZnO–MnO nanocomposites with antimicrobial and anticancer properties. Sci Rep 16, 10842 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45546-6

Parole chiave: nanotecnologia verde, resistenza antimicrobica, biosintesi fungina, nanocompositi zinco-manganese, nanoparticelle antitumorali