Evaluation of the Antibacterial Effects of Tryptophan and Zinc Aspartate as Antibiofi lm Agents in Combination with Doxycycline in Vitro

Клиническая инфектология и паразитология Pub Date : 2021-11-04 DOI:10.34883/pi.2021.10.3.022

Т.В. Артюх

{"title":"Evaluation of the Antibacterial Effects of Tryptophan and Zinc Aspartate as Antibiofi lm Agents in Combination with Doxycycline in Vitro","authors":"Т.В. Артюх","doi":"10.34883/pi.2021.10.3.022","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Цель. Изучить чувствительность микроорганизмов (E. coli, S. aureus, C. albicans) к доксициклину при добавлении в среду триптофана и цинка аспартата (1000 мкг/мл) в составе монои микст-биопленок. Материалы и методы. Исследование проводили на клинических штаммах Е. соli, S. aureus, С.albiсаns, изолированных у пациентов с клиническими признаками вагинита. Способность к пленкообразованию исследуемых штаммов Е. соli 2646 и S. aureus 2738, С. аlbiсаns 2924 изучали в системе иммунологических планшетов в течение 5 дней в статических условиях, с закладкой медных сеточек для электронной микроскопии. Минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) доксициклина и его комбинаций с триптофаном и цинком для микроорганизмов в составе биопленок определяли с использованием анализа восстановления XTT (2,3-бис (2-метокси-4-нитро-5-сульфофенил)-5-[карбонил (фениламино)]-2H-гидроксид тетразолия) на основе 1% резазурина. Визуализировали микробные биопленки под световым и электронным трансмиссионным микроскопом JЕM 1011 (JЕОL, Япония) при ускоряющем напряжении 80 KV. Результаты. Исследуемые микроорганизмы Е. соli 2646 и S. aureus 2738, С. аlbiсаns 2924 способны образовывать биопленки. Триптофан и цинка аспартат в концентрации 1000 мкг/мл оказывают модулирующее действие на чувствительность E. coli, S. aureus, C. albicans к доксициклину в составе монои микст-биопленок. Триптофан и цинка аспартат повышают активность доксициклина по отношению к монобиопленкам E. coli и S. aureus. По отношению к биопленкам, в состав которых входит C. albicans, триптофан и цинка аспартат снижают активность доксициклина. МИК антибактериальных препаратов для микроорганизмов в составе микстбиопленок возрастают относительно МИК для монобиопленок в 4 раза. Выводы. Биологически активные вещества (аминокислоты) обладают высоким потенциалом действия на биопленки. Тщательная оптимизация состава и концентрации триптофана и цинка аспартата, в зависимости от вида микроорганизма, вызывает антибиопленочный эффект, что позволяет рассматривать их в качестве адъювантов/наполнителей лекарств. Установленные закономерности могут быть использованы в качестве теоретической основы для разработки способов повышения эффективности антимикробных препаратов в терапии биопленочных инфекций и борьбы с распространением устойчивых штаммов микроорганизмов.\n Objectives. To study the sensitivity of microorganisms (E. coli, S. aureus, C. albicans) to doxycycline in the presence of tryptophan and zinc aspartate (1000 mcg/ml) in mono-and mixed biofilms. Materials and methods. The study was carried out on clinical strains E. coli, S. aureus, C. albisans isolated in patients with clinical signs of vaginitis. The ability to film formation of the investigated strains E. coli 2646, S. aureus 2738, C. albicans 2924 was studied in the system of immunological plates for 5 days under static conditions, with the laying of copper meshes for electron microscopy. The minimum inhibitory concentration (MIC) of doxycycline and its combinations with tryptophan and zinc for microorganisms in biofilms was determined using the XTT (2,3-bis (2-methoxy-4-nitro- 5-sulfophenyl)-5-[carbonyl (phenylamino)]-2H-tetrazolium hydroxide) based on 1% resazurin. Microbial biofilms were visualized under a light and electron transmission microscope JEM 1011 (JEOL, Japan) at an accelerating voltage of 80 KV. Results. The investigated microorganisms E. coli 2646, S. aureus 2738, C. albicans 2924 are capable of forming biofilms. Tryptophan and zinc aspartate at a concentration of 1000 mcg/ml have a modulating effect on the sensitivity of E. coli, S. aureus, C. albicans to doxycycline in mono-and mixed biofilms. Tryptophan and zinc aspartate increase the activity of doxycycline in relation to mono-biofilms of E. coli and S. aureus. In relation to biofilms, which include C. albicans, tryptophan and zinc aspartate reduce the activity of doxycycline. The MIC of antibacterial drugs for microorganisms in the composition of mixed biofilms increases by a factor of 4 relative to the MIC for mono-biofilms. Conclusion. Biologically active substances (amino acids) have a high potential for action on biofilms. Careful optimization of formulation and concentration can induce an anti-biofilm effect, allowing them to be used as adjuvants/fillers for drugs. The established patterns can be used as a theoretical basis for the development of ways to increase the effectiveness of antimicrobial drugs in the treatment of biofilm infections and to combat the spread of resistant strains of microorganisms.","PeriodicalId":149427,"journal":{"name":"Клиническая инфектология и паразитология","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2021-11-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Клиническая инфектология и паразитология","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.34883/pi.2021.10.3.022","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Цель. Изучить чувствительность микроорганизмов (E. coli, S. aureus, C. albicans) к доксициклину при добавлении в среду триптофана и цинка аспартата (1000 мкг/мл) в составе монои микст-биопленок. Материалы и методы. Исследование проводили на клинических штаммах Е. соli, S. aureus, С.albiсаns, изолированных у пациентов с клиническими признаками вагинита. Способность к пленкообразованию исследуемых штаммов Е. соli 2646 и S. aureus 2738, С. аlbiсаns 2924 изучали в системе иммунологических планшетов в течение 5 дней в статических условиях, с закладкой медных сеточек для электронной микроскопии. Минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) доксициклина и его комбинаций с триптофаном и цинком для микроорганизмов в составе биопленок определяли с использованием анализа восстановления XTT (2,3-бис (2-метокси-4-нитро-5-сульфофенил)-5-[карбонил (фениламино)]-2H-гидроксид тетразолия) на основе 1% резазурина. Визуализировали микробные биопленки под световым и электронным трансмиссионным микроскопом JЕM 1011 (JЕОL, Япония) при ускоряющем напряжении 80 KV. Результаты. Исследуемые микроорганизмы Е. соli 2646 и S. aureus 2738, С. аlbiсаns 2924 способны образовывать биопленки. Триптофан и цинка аспартат в концентрации 1000 мкг/мл оказывают модулирующее действие на чувствительность E. coli, S. aureus, C. albicans к доксициклину в составе монои микст-биопленок. Триптофан и цинка аспартат повышают активность доксициклина по отношению к монобиопленкам E. coli и S. aureus. По отношению к биопленкам, в состав которых входит C. albicans, триптофан и цинка аспартат снижают активность доксициклина. МИК антибактериальных препаратов для микроорганизмов в составе микстбиопленок возрастают относительно МИК для монобиопленок в 4 раза. Выводы. Биологически активные вещества (аминокислоты) обладают высоким потенциалом действия на биопленки. Тщательная оптимизация состава и концентрации триптофана и цинка аспартата, в зависимости от вида микроорганизма, вызывает антибиопленочный эффект, что позволяет рассматривать их в качестве адъювантов/наполнителей лекарств. Установленные закономерности могут быть использованы в качестве теоретической основы для разработки способов повышения эффективности антимикробных препаратов в терапии биопленочных инфекций и борьбы с распространением устойчивых штаммов микроорганизмов. Objectives. To study the sensitivity of microorganisms (E. coli, S. aureus, C. albicans) to doxycycline in the presence of tryptophan and zinc aspartate (1000 mcg/ml) in mono-and mixed biofilms. Materials and methods. The study was carried out on clinical strains E. coli, S. aureus, C. albisans isolated in patients with clinical signs of vaginitis. The ability to film formation of the investigated strains E. coli 2646, S. aureus 2738, C. albicans 2924 was studied in the system of immunological plates for 5 days under static conditions, with the laying of copper meshes for electron microscopy. The minimum inhibitory concentration (MIC) of doxycycline and its combinations with tryptophan and zinc for microorganisms in biofilms was determined using the XTT (2,3-bis (2-methoxy-4-nitro- 5-sulfophenyl)-5-[carbonyl (phenylamino)]-2H-tetrazolium hydroxide) based on 1% resazurin. Microbial biofilms were visualized under a light and electron transmission microscope JEM 1011 (JEOL, Japan) at an accelerating voltage of 80 KV. Results. The investigated microorganisms E. coli 2646, S. aureus 2738, C. albicans 2924 are capable of forming biofilms. Tryptophan and zinc aspartate at a concentration of 1000 mcg/ml have a modulating effect on the sensitivity of E. coli, S. aureus, C. albicans to doxycycline in mono-and mixed biofilms. Tryptophan and zinc aspartate increase the activity of doxycycline in relation to mono-biofilms of E. coli and S. aureus. In relation to biofilms, which include C. albicans, tryptophan and zinc aspartate reduce the activity of doxycycline. The MIC of antibacterial drugs for microorganisms in the composition of mixed biofilms increases by a factor of 4 relative to the MIC for mono-biofilms. Conclusion. Biologically active substances (amino acids) have a high potential for action on biofilms. Careful optimization of formulation and concentration can induce an anti-biofilm effect, allowing them to be used as adjuvants/fillers for drugs. The established patterns can be used as a theoretical basis for the development of ways to increase the effectiveness of antimicrobial drugs in the treatment of biofilm infections and to combat the spread of resistant strains of microorganisms.

查看原文本刊更多论文

色氨酸和天冬氨酸锌作为抗菌剂与强力霉素联用的体外抗菌效果评价

目标。研究微生物敏感度(大肠杆菌、S. aureus、C. albicans)，并在环境中加入三聚氰胺和阿斯巴塔锌(1000微克/毫升)。材料和方法。研究对象包括e . soli、S. aureus、S. albisans等临床菌株。研究菌株e . soli 2646和S. aureus 2738的膜生成能力多巴酚和生物膜中微量抑制浓度(mk)及其与triptophan和锌的结合，通过分析XTT还原(2- 3-硝基-5-硫化)-5- (2H-羟基- tetrazallia)的1%来确定。在日本电子和光传动显微镜下，jem1011(日本)通过加速80 KV的电压将微生物生物胶片可视化。结果。研究微生物e . soli 2646和S. aureus 2738, c . albisan 2924能够产生生物胶片。triptophan和阿斯巴他锌浓度为1000微克/毫升，在单片混合生物胶片中调节大肠杆菌、s aureus、C. albicans对多肽的敏感度。= =活性= = triptophan和aspath在大肠杆菌和s aureus单个胶片上增加了多环素的活性。对于C. albicans、triptophan和aspath锌等生物胶片来说，它们的活性降低了。单片胶片中的微生物杀菌剂的生长速度是单片胶片的四倍。结论。生物活性物质(氨基酸)在生物胶片上具有很高的作用潜力。仔细优化色氨酸和阿斯巴甜锌的成分和浓度，视其微生物的种类而定，会产生抗生素胶片效应，使其成为药物的附属物/填充物。建立的模式可以作为一个理论框架，用于开发在生物胶膜感染治疗中提高抗菌素效率的方法，并防止可持续微生物菌株的传播。Objectives。在单个和混合生物胶片中，在单个和混合生物胶片中，多克塞克线(C. aureus, C. albicans)。物质和媒介。斯图迪是c·阿尔比斯，c·阿尔比斯，c·阿尔比斯，用维吉尼亚语写的。C. albicans 2924是由电工microscopy公司开发的，由电工microscopy公司开发。生物胶片中的微型inhibitory协作和微型胶片协作是由2- 3- 4- sulfenyl (2- 3- 5)- 2- carbonyl (2- tetrazolium hydroxide)基础上的1%。microbiofilms可以在光和电的下面看到，在80 KV的激光器上看到。Results。C. albicans 2924是一种形式生物电影。在单个和混合生物胶片中，c·阿尔比斯(c·阿尔比斯)为1000 mcg/ml提供了一个模板。* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *在生物电影、which include C. albicans、tryptophan和zinc附件中。在混合生物胶片的混合生物胶片中混合生物胶片的混合物是由单个生物胶片的四个相关性因素组成的。Conclusion。生物本体论动潜艇(amino acids)对生物电影有很高的影响。“保护他们的形象和接受能力”，“保护他们”，“保护他们”，“保护他们”，“保护他们”，“保护他们”。这是一种理论基础，可以作为一种理论基础来实现生物电影的发展，并在微系统的再生过程中战斗。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Клиническая инфектология и паразитология

自引率

0.00%

发文量