Возникновение резистентности является естественным биологическим ответом на использование противомикробных препаратов, которые создают селективное давление, способствующее отбору, выживанию и размножению резистентных штаммов бактерий. Преобладающее большинство микроорганизмов в естественных условиях предпочтительно существует в виде биопленок – сообществ бактерий, погруженных в полисахаридный матрикс, адгезированный к различным поверхностям, в том числе тканям организма человека и животных. Образование биопленки патогенными бактериями является одним из факторов вирулентности. Безуспешная терапия антибактериальными препаратами инфекций, ассоциированных биопленками, приводит к образованию персистирующих бактериальных клеток и хроническим формам инфекций, вызывая серьезные патологические изменения вплоть до летального исхода. Понимание процессов формирования биопленок у микроорганизмов, в первую очередь патогенных и условнопатогенных, а также выработка подходов для предотвращения биопленкообразования представляются важными для обоснованной разработки новых методов и эффективных терапевтических препаратов для лечения инфекций, ассоциированных с образованием биопленок. Результатами исследований установлено, что при сочетанном воздействии ферментных препаратов и наночастиц серебра (Ag) на St. aureus АТСС 25953 выявлено снижение процесса биопленкообразования у сиб-Ацид + AgNPs на 43 %, у амино-субтилин +AgNPs на 34,9 %, у протосубтилин + AgNPs на 41,9 %
ферменты, биопленки, антибиотикорезистентность, наночастицы, St. aureus
На сегодняшний день в медицине и ветеринарии используется большое количество антибиотиков и антисептиков, принадлежащих к различным классам органических соединений (макролиды, тетрациклины, аминогликозиды, и др.) [1]. Большинство известных в настоящее время антибиотиков и антисептиков эффективны в отношении планктонных форм бактерий. Формируя биопленку, микроорганизмы приобретают резистентность к антисептикам и антибиотикам, а также оказываются недоступными для уничтожения клетками иммунной системы. Вследствие чего лечение и профилактика вызываемых биопленками заболеваний представляет значительные трудности [2,3]. В связи с этим механизмы воздействия AgNPs биоплёнки (как основного фактора персистенции и устойчивости к антибиотикам) необходимо изучить как в отдельности для AgNPs, так и в ассоциации с различными антибактериальными препаратами [4].
Цель исследования: изучить влияние сочетанного применение ферментных препаратов и наночастиц серебра на процесс биопленкообразования St. aureus АТСС 25953.
Материал и методы исследования. Изучение влияния сочетанного проименения ферментных препаратов (сиб-ацид, амино-субтилин, протосубтилин) и наночастиц серебра (арговит) на процесс биопленкообразования проводили на музейном штамме St. aureus АТСС 25953. Биопленкообразование исследовали фотометрическим методом, определяя способность микроорганизмов к адгезии на поверхности 96 луночного планшета, с последующей окраской, по изменению которой судят о способности штамма к биопленкообразованию [5].
Результатами исследований установлено увеличение биопленкообразования у штамма St. aureus АТСС 25953 после обработки препаратом сиб-ацид на 30,1 %, амино-субтилин на 25,9 %, протосубтилин на 25,9 %. В то время как при сочетанном воздействии ферментных препаратов и наночастиц серебра (Ag) на St. aureus АТСС 25953 установлено снижение процесса биопленкообразования у сиб-Ацид + AgNPs на 43 %, у амино-субтилин +AgNPs на 34,9 %, у протосубтилин + AgNPs на 41,9 % (табл.).
Таблица – Влияние сочетанного применения препаратов различных фармакологических групп на процесс биопленкообразования St. aureus АТСС 25953, усл. ед
|
Название препарата |
усл. ед |
|
Контроль |
0,86+0,01 |
|
AgNPs |
0,59+0,01 |
|
Сиб-Ацид |
1,23+0,01 |
|
AgNPs + Сиб-Ацид |
0,69+0,01 |
|
Амино-субтилин |
1,16+0,01 |
|
AgNPs+Амино-субтилин |
0,80+0,01 |
|
Протосубтилин |
1,22+0,01 |
|
AgNPs+ Протосубтилин |
0,63+0,01 |
Проведённые исследования показали, что после сочетанного культивирования ферментных препаратов и наночастиц серебра отмечено снижение процесса биопленкообразования у St. aureus АТСС 25953.
1. Shkil, N. N. Adjuvant properties of silver and dimethyl sulfoxide nanoparticles in studying antibacterial activity of antibiotics against E. coli / N. N. Shkil, E. V. Nefyodova, N. A. Shkil // International journal of agriculture and biological science. – 2020. – Vol. 4. – P. 119–126.
2. A mechanistic study of the antibacterial effect of silver ions on Escherichia coli and Staphylococcus aureus / Q. L. Feng, J. Wu, G. Q. Chen, F. Z. Cui, T. N. Kim, J. O. Kim // J. Biomed. Mater. Res. – 2000. – no. 52. – Р. 662–668.
3. Gupta D., Singh A., Khan A.U. Nanoparticles as efflux pump and biofilm Inhibitor to rejuvenate bactericidal effect of conventional antibiotic / D. Gupta, A. Singh, A.U. Khan // Nanoscale Res. Lett. – 2017. – no. 12 (1). – P. 454. – DOI: 10.1186/ s11671-017-2222-6.
4. Сидоренко, С. В. Инфекционный процесс как «диалог» между хозяином и паразитом / С. В. Сидоренко // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2001. – № 3 (4). – С. 301–315.
5. O′Toole, G. A. Biofilm formation as microbial development / G. A. O′Toole, H. B. Kaplan // Ann. Rev. Microbiol. – 2000. – no. 54. – P. 49–79.
