Preview

Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal)

Расширенный поиск

Изменение скорости бактерицидного эффекта стрептомицина при действии на зрелые биоплёнки Еscherichia coli в присутствии экстрактов лекарственных растений

https://doi.org/10.29413/ABS.2019-4.5.8

Полный текст:

Аннотация

Обоснование. Экстракты лекарственных растений, обладающие про- и антиоксидантным действием, могут оказывать двойственное модулирующее влияние на бактерицидные эффекты антибиотиков.
Цель исследования: изучить модулирующие эффекты водных экстрактов лекарственных растений на скорость бактерицидного эффекта стрептомицина при действии на зрелые биопленки Escherichia coli.
Методы. Измеряли скорость бактерицидного эффекта и валовое биоплёнкообразование в присутствии различных доз экстрактов и стрептомицина.
Результаты. Выявлен синергизм между 100 мкг/мл стрептомицина и низкими дозами (0,83 мг сухого вещества/мл) зелёного, чёрного чая, Arctostaphylos uva-ursi, Betula pendula и Laminaria japonica. В то же время, высокие дозы (6,64 мг сухого вещества/мл) зелёного, чёрного чая и Vaccinium vitis-ideae оказывали антагонистические эффекты, подавляя скорость бактерицидного эффекта и стимулируя биоплёнкообразование. В последнем случае, вероятно, подавлялось проникновение стрептомицина в матрикс биоплёнки, что и способствовало снижению скорости бактерицидного эффекта.
Заключение. Широко применяемые человеком в пищу зелёный, чёрный чай и V. vitis-ideae снижали бактерицидный эффект стрептомицина. Эти экстракты также стимулировали биоплёнкообразование, что может положительно сказываться на жизнедеятельности нормальной микрофлоры человека, однако может привести к стимулированию толерантности болезнетворных микробов. Выявленные ситуации подавления скорости бактерицидного эффекта в присутствии испытуемых экстрактов указывают на необходимость корректировки схем лечения, включающих совместный прием антибиотиков и фитопрепаратов. Полученные данные представляют практический интерес и нуждаются в дальнейшем изучении. 
Исследование выполнено в рамках государственного задания № госрегистрации темы 01201353246, а также при поддержке грантами Президента МК-3376.2018.4 и Программы УрО РАН АААА-А18-118041890005-1.

Об авторах

З. Ю. Самойлова
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» УрО РАН
Россия

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологии и генетики микроорганизмов

614081, г. Пермь, ул. Голева, 13, Россия



Г. В. Смирнова
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» УрО РАН
Россия

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологии и генетики микроорганизмов

614081, г. Пермь, ул. Голева, 13, Россия



О. Н. Октябрьский
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» УрО РАН
Россия

профессор, доктор биологических наук, заведующий лабораторией физиологии и генетики микроорганизмов

https://orcid.org/0000-0002-9864-2094

614081, г. Пермь, ул. Голева, 13, Россия



Список литературы

1. TB Alliance. Handbook of anti-tuberculosis agents. Streptomycin. Tuberculosis. 2008; 88(2): 162-163. doi: 10.1016/S1472-9792(08)70027-1

2. Schatz A, Bugie E, Waksman S, Hanssen A, Patel R, Osmon D. The classic: streptomycin, a substance exhibiting antibiotic activity against gram-positive and gram-negative bacteria. Clin Orthop Relat Res. 2005; (437): 3-6. doi: 10.1097/01.blo.0000175887.98112.fe

3. Wojnicz D, Kucharska AZ, Sokół-Łętowska A, Kicia M, Tichaczek-Goska D. Medicinal plant extracts affect virulence factors expression and biofilm formation by the uropathogenic Escherichia coli. Urol Res. 2012; 40(6): 683-697. doi: 10.1007/s00240-012-0499-6

4. Akagawa M, Shigemitsu T, Suyama K. Production of hydrogen peroxide by polyphenols and polyphenol-rich beverages under quasi-physiological conditions. Biosci Biotechnol Biochem. 2003; 67(12): 2632-2640. doi: 10.1271/bbb.67.2632

5. Samoilova Z, Muzyka N, Lepekhina E, Oktyabrsky O, Smirnova G. Medicinal plant extracts can variously modify biofilm formation in Escherichia coli. Antonie Van Leeuwenhoek. 2014; 105(4): 709-722. doi: 10.1007/s10482-014-0126-3

6. Kohanski MA, Dwyer DJ, Hayete B, Lawrence CA, Collins JJ. A common mechanism of cellular death induced by bactericidal antibiotics. Cell. 2007; 130(5): 797-810. doi: 10.1016/j.cell.2007.06.049

7. Belenky P, Ye JD, Porter CBM, Cohen NR, Lobritz MA, Ferrante T, et al. Bactericidal antibiotics induce toxic metabolic perturbations that lead to cellular damage. Cell Rep. 2015; 13(5): 968-980. doi: 10.1016/j.celrep.2015.09.059

8. Daglia M. Polyphenols as antimicrobial agents. Curr Opin Biotechnol. 2012; 23(2): 174-181. doi: 10.1016/j.copbio.2011.08.007

9. Monte J, Abreu AC, Borges A, Simões LC, Simões M. Antimicrobial activity of selected phytochemicals against Escherichia coli and Staphylococcus aureus and their biofilms. Pathogens. 2014; 3(2): 473-498. doi: 10.3390/pathogens3020473

10. Goswami M, Magnoli SH, Jawali N. Effects of glutathione and ascorbic acid on streptomycin sensitivity in Escherichia coli. Antimicrob Agents Chemother. 2007; 51(3): 1119-1122. doi: 10.1128/AAC.00779-06

11. Baba T, Ara T, Hasegawa M, Takai Y, Okumura Y, Baba M, et al. Construction of Escherichia coli K-12 in-frame, single-gene knockout mutants: the Keio collection. Mol Syst Biol. 2006; 2: 2006.0008. doi: 10.1038/msb4100050

12. Miller JH. Experiments in molecular genetics. Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 1972.

13. Regoes RR, Wiuff C, Zappala RM, Garner KN, Baquero F, Levin BR. Pharmacodynamic functions: a multiparameter approach to the design of antibiotic treatment regimens. Antimicrob Agents Chemother. 2004; 48(10): 3670-3676. doi: 10.1128/AAC.48.10.3670-3676.2004

14. Naves P, del Prado G, Huelves L, Gracia M, Ruiz V, Blanco J, et al. Measurement of biofilm formation by clinical isolates of Escherichia coli is method-dependent. J Appl Microbiol. 2008; 105(2): 585-590. doi: 10.1111/j.1365-2672.2008.03791.x

15. O’Toole GA, Kolter R. Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signaling pathways: a genetic analysis. Mol Microbiol. 1998; 28(3): 449-461. doi: 10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x

16. Samoilova Z, Smirnova G, Muzyka N, Oktyabrsky O. Medicinal plant extracts variously modulate susceptibility of Escherichia coli to different antibiotics. Microbiol Res. 2014; 169(4): 307-313. doi: 10.1016/j.micres.2013.06.013


Для цитирования:


Самойлова З.Ю., Смирнова Г.В., Октябрьский О.Н. Изменение скорости бактерицидного эффекта стрептомицина при действии на зрелые биоплёнки Еscherichia coli в присутствии экстрактов лекарственных растений. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2019;4(5):50-54. https://doi.org/10.29413/ABS.2019-4.5.8

For citation:


Samoilova Z.Y., Smirnova G.V., Oktyabrsky O.N. Modulation of Streptomycin Killing Rate against Mature Escherichia Coli Biofilms in the Presence of Medicinal Plant Extracts. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2019;4(5):50-54. https://doi.org/10.29413/ABS.2019-4.5.8

Просмотров: 154


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2541-9420 (Print)
ISSN 2587-9596 (Online)