ВПЛИВ АНТИБІОТИКІВ НА БІОПЛІВКИ ШТАМІВ PSEUDOMONAS AERUGINOSA З РІЗНИМ РІВНЕМ ВМІСТУ ЦИКЛІЧНОГО ДИГУАНОЗИНМОНОФОСФАТУ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2017.3(39).110967Ключові слова:
цикло-ди-ГМФ, P. aeruginosa PA01, P. aeruginosa PA01 ΔwspF, P. aeruginosa PA01 pJN2133, антибіотики, біоплівкаАнотація
Мета роботи: встановлення впливу антибіотиків на процес утворення та зрілу біоплівку штамів P. aeruginosa з різними рівнями вмісту циклічного дигуанозинмонофосфату (цикло-ди-ГМФ). Методи. Як тест-мікроорганізми використовували штами P. aeruginosa PA01, P. aeruginosa PA01 Δ wspF (підвищений вміст цикло-ди-ГМФ) і P. aeruginosa PA01 pJN2133 (знижений вміст цикло-ди-ГМФ). Культивування проводили у пробірках при визначенні мінімальних інгібувальних концентрацій (МІК) антибіотиків або у 96-лункових плоскодонних планшетах Nuclon у середовищі LB при 37 оС впродовж 24 годин при дослідженні утворення біоплівки. Для оцінки впливу досліджуваних антибіотиків на зрілу біоплівку їх додавали в лунки через добу після початку інкубації, видаляючи попередньо планктонні клітини. Кількість планктонних клітин оцінювали спектрофотометрично, масу біоплівки – за методом забарвлення кристалічним фіолетовим. Результати. Після попередньої оцінки чутливості штамів до широкого спектру антибіотиків за диско-дифузійним методом Кірбі-Бауера для вивчення були відібрані стрептоміцин, ципрофлоксацин та цефепім, чутливими до яких виявилися усі досліджувані штами. Мінімальні інгібувальні концентрації ципрофлоксацину і стрептоміцину були однаковими для усіх штамів P. aeruginosa і становили 0,15 та 10 мкг/мл, відповідно. Більш чутливим до цефепіму виявився штам P. aeruginosa PA01 pJN2133 (МІК 12,5 мкг/мл). МІК цього антибіотику для двох інших штамів становила 20 мкг/мл. За додавання антибіотиків на початку культивування усі вони ефективно знижували кількість планктонних клітин (на 70–90%) і масу біоплівок (на 40–70%). При цьому не було встановлено відмінностей між штамами з різнім вмістом цикло-ди-ГМФ. За впливу на зрілу біоплівку ципрофлоксацин пригнічував утворення клітин персистерів, але знижував масу біоплівки лише у P. aeruginosa PA01 pJN2133. Цефепім і стрептоміцин знижували вміст персистерів лише у концентраціях 5 і 10 мкг/мл і не чинили впливу на біоплівки. Висновки. Знижений вміст цикло-ди-ГМФ у клітинах P. aeruginosa підвищує чутливість біоплівок до антимікробних препаратів. Ципрофлоксацин є найбільш перспективним антибіотиком для розробки комбінованих засобів, здатних запобігати утворенню біоплівок псевдомонадами та руйнувати їх
Посилання
Lapach CN, Chubenko AV, Babich PN. Statisticheskie metodi v medikobiologicheskich issledovaniyach s ispolsovaniem Excel. – К.: Моrion. – 2001. – 260p. (in Russian).
Bjorkman J, Andersson DI The cost of antibiotic resistance from a bacterial perspective. Drug Resist Updat. 2000;3:237–245.
Borlee BR, Goldman AD, Murakami K, Samudrala R, Wozniak DJ, Parsek MR. Pseudomonas aeruginosa uses a cyclic-di-GMP-regulated adhesin to reinforce the biofilm extracellular matrix. Mol. Microbiol. 2010;75:827–842. doi: 10.1111/j.1365-2958.2009.06991.x.
Christensen GD, Simpson WA, Younger JJ, et al. Adherence of coagulasenegative Staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for the adherence of Staphylococci to medical devices. J. clin. microbiol. 1985;22(6):996–1006.
Cole SJ, Lee VT. Cyclic di-GMP signaling contributes to Pseudomonas aeruginosa-mediated catheter-associated urinary tract infection. J Bacteriol. 2016;198:91–97. doi:10.1128/JB.00410-15.
Cotter PA, Stibitz S. C-di-GMP-mediated regulation of virulence and biofilm formation. Curr. Opin. Microbiol. 2007;10:17–23. doi:10.1016/j.mib.2006.12.006.
Galkin MB, Semenets АS, Finogenova MO, Galkin BM, Filipova ТО. Biofilm formation and motility of bacteria Pseudomonas aeruginosa with different c-di-GMP level. Microbiology & Biotechnology. 2017;38:40-50.
Habimana O, Semiгo AJC, Casey E. The role of cell-surface interactions in bacterial initial adhesion and consequent biofilm formation of Nanofiltration/ Reverse Osmosis membranes. Journal of Membrane Science. 2014;454:82–96. doi:10.1016/j.memsci.2013.11.043
Hickman JW, Tifrea DF, Harwood CS A chemosensory system that regulates biofilm formation through modulation of cyclic diguanylate levels. PNAS.2005;102:14422–14427. doi: 10.1073/pnas.0507170102
Jones JC, Newsom D, Kelly B, et al. ChIP-Seq and RNA-Seq Reveal an AmrZ-Mediated Mechanism for Cyclic di-GMP Synthesis and Biofilm Development by Pseudomonas aeruginosa. PloS Pathog. 2014;10(3):e1003984. doi:10.1371/journal.ppat.1003984
Lee VT, Matewish JM, Kessler JL, Hyodo M, Hayakawa YA. Сyclic-diGMP receptor required for bacterial exopolysaccharide production. Mol. Microbiol. 2007;65:1474–1484. doi: 10.1111/j.1365-2958.2007.05879.x
Methods for the determination of susceptibility of bacteria to antimicrobial agents. EUCAST Definitive document. J. Clin Microbiol Infect. 1998;4:497 – 507.
Moradali MF, Ghods S, Rehm BHA. Pseudomonas aeruginosa Lifestyle: A Paradigm for Adaptation, Survival, and Persistence. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2017. doi: 10.3389/fcimb.2017.00039.
Römling U, Galperin MY, Gomelsky M. Cyclic di-GMP: the First 25 Years of a Universal Bacterial Second Messenger. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2013;77(1):1–52. doi: 10.1128/MMBR.00043-12.
Römling U, Gomelsky M, Galperin MY. C-di-GMP: the dawning of a novel bacterial signaling system. Mol. Microbiol. 2005; 53:629-639. doi: 10.1111/j.1365-2958.2005.04697.x
Semenets АS, Galkin MB, Filipova ТО. Biofilm formation of Pseudomonas aeruginosa PA01 PJN2133 strain with low c-di-GMP level. Microbiology & Biotechnology.2016;33:19-28. http://mbt.onu.edu.ua/article/view/65360/60613.
Winstanley C, O'Brien S, Brockhurst MA. Pseudomonas aeruginosa evolutionary adaptation and diversification in cystic fibrosis chronic lung infections. Trends Microbiol. 2016;24:327–337. doi: 10.1016/j.tim.2016.01.008.
Zemke AC, Kocak BR, Bomberger JM. Sodium nitrite inhibits killing of Pseudomonas aeruginosa biofilms by ciprofloxacin. Antimicrob Agents Chemother 2017.61:e00448-16.https://doi.org/10.1128/ AAC.00448-16.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2017 Мікробіологія і біотехнологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
