RU2822623C1 - Способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацин - Google Patents

Способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацин Download PDF

Info

Publication number
RU2822623C1
RU2822623C1 RU2023106580A RU2023106580A RU2822623C1 RU 2822623 C1 RU2822623 C1 RU 2822623C1 RU 2023106580 A RU2023106580 A RU 2023106580A RU 2023106580 A RU2023106580 A RU 2023106580A RU 2822623 C1 RU2822623 C1 RU 2822623C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
escherichia coli
biofilm formation
ciprofloxacin
composition containing
containing silver
Prior art date
Application number
RU2023106580A
Other languages
English (en)
Inventor
Екатерина Владимировна Нефедова
Николай Николаевич Шкиль
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2822623C1 publication Critical patent/RU2822623C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к областям медицины и ветеринарии. Раскрыт способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацин, заключающийся в том, что к 0,2 мл раствора препарата арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл вносят 0,2 мл мясопептонного бульона, 0,2 мл ципрофлоксацина с содержанием действующего вещества 2 мг/мл и 0,2 мл 1,5⋅106 КОЕ/мл референтного штамма Escherichia coli АТСС 25922 или изолята Escherichia coli, выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течение 24 ч при Т=37,5±0,5°С, результат исследования снижения биопленкообразования определяют по изменению интенсивности биопленкообразования путем использования раствора генцианового фиолетового и измерения оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 492 нм. Изобретение обеспечивает возможность исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli. 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к областям медицины и ветеринарии и может быть использовано для разрушения биопленок.
Биопленки представляют собой сообщества микроорганизмов, прикрепленных к поверхности, живущих в самогенерируемой матрице внеклеточных полимерных веществ (Donlan R.M. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms / R.M. Donlan, J.W. Costerton // Clin microbiol rev. - 2002. - V. 15(2). - P. 167-193; Mulcahy L.R. Pseudomonas aeruginosa biofilms in disease / L.R. Mulcahy [et al.] // Microb Ecol. - 2014. - V. 68(1). - P. 1-12.).
Особое значение имеет образование биопленок патогенными бактериями. Известно, что 80% всех инфекционных заболеваний, свыше 60% всех внутрибольничных инфекций вызываются микроорганизмами, находящимися в биопленках (Pintucci, J.P. Biofilms and infections of the upper respiratory tract / J.P. Pintucci [et al.] // Eur rev med pharmacol sci. - 2010. - V. 14(8). - P. 683-690; Сидоренко С.В. Роль бактериальных биопленок в патологии человека / С.В. Сидоренко // Инфекции в хирургии. - 2012. - №3. - С. 16-20).
С наличием биопленок связывают течение длительно рецидивирующих хронических инфекционных заболеваний, трудно поддающихся стандартной терапии (Smith A., Buchinsky FJ, Post JC. Eradicating chronic ear, nose, and throat infections: a systematically conducted literature review of advances in biofilm treatment / A. Smith [et al.] // Otolaryngol head neck surg. - 2011. - V. 144(3). - P. 338-347; Романова Ю.М. Бактериальные биопленки как естественная форма существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина / Ю.М. Романова, А.Л. Гинцбург // Журн. микробиол. - 2011. - №3. - С .99-109).
Вследствие этого лечение и профилактика вызываемых биопленками заболеваний представляет большие трудности (Romling U. Biofilm infections, their resilience to therapy and innovative treatment strategies (Review) / U. Romling, С J. Balsalobre // Intern Med. - 2012. - V. 272. - P. 541- 561. doi: 10.1111/joim.12004; Gupta P. Biofilm, pathogenesis and prevention - a journey to break the wall: a review / P. Gupta, S. Sarkar, B. Das // Arch microbiol. - 2015. - V. 198(1). - P. 1-15. doi 10.1007/s00203-015-1148-6).
Нарастание резистентности бактерий к уже имеющимся препаратам и дефицит структур, которые потенциально могли бы лечь в основу новых антибиотиков, поставили на повестку дня поиск альтернативных способов борьбы с патогенными микроорганизмами.
Известен также способ разрушения биопленок прямым воздействием излучения фемтосекундного лазера (патент Украины №104321, 27.01.2014), предполагающий длительное (10-20 минут) высокоинтенсивное облучение ультрафиолетовыми лазерными импульсами варьируемой мощности и длины волны. К недостаткам способа можно отнести возможное повреждение здоровых клеток интенсивным ультрафиолетовым излучением лазера -вплоть до повреждения дезоксирибонуклеиновой кислоты и возникновения мутаций.
Возможен отрыв биопленки от поверхности, на которой она располагалась, под действием лазерного излучения в слое жидкости (заявка Японии №2004-275979, опубл. 07.10.2004). Хотя принцип действия не раскрывается, можно предположить, что в этом случае генерируются ударные волны, отрывающие биопленку от поверхности (Song W.D. Laser-induced cavitation bubbles for cleaning of solid surfaces / W.D. Song, M.H. Hong, B. Lukyanchuk // Journal of applied physics. - 2004. - V. 95(6). - P. 2952-2956). Этот способ с определенными допущениями (по механической прочности) применим к абиотическим поверхностям, однако на поверхности тканей может вызывать разрушения клеток здоровой ткани и микрососудов крови (Shen N. Ablation of cytoskeletal filaments and mitochondria in live cells using a femtosecond laser nanoscissor / N. Shen, D. Datta, C.B. Schaffer // Mech. Chem. Biosyst. - 2005. - V. 2(1). - P. 17-25).
Наиболее близким аналогом является способ разрушения биопленок лазерным излучением с использованием композиции, содержащей серебро (публикация международной заявки WO 2014/089552, опубл. 12.06.2014). Разрушение биопленки на поверхности раны предполагается под действием локальной ударной волны, генерированной наносекундным лазерным излучением (длина волны 1064 нм) в слое серебросодержащей композиции на поверхности биопленки и вдавливающей бактерицидную композицию вглубь раны под действием последовательных лазерных импульсов. Основным недостатком метода является прямое лазерное воздействие на ткани, а также сложность оптимальной фокусировки, позволяющей под действием ударной волны обеспечить разрушение биопленки и транспорт композиции вглубь, но одновременно избежать разрушения компонент и целых клеток здоровой такни, а также микрососудов.
Задачей заявленного изобретения является разработка способа исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацина.
Поставленная задача достигается тем, что способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацина, заключающийся в том, что к 0,2 мл раствора препарата арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл, вносят 0,2 мл мясопептонного бульона, 0,2 мл ципрофлоксацина с содержанием действующего вещества 2 мг/мл и 0,2 мл 1,5⋅106 КОЕ/мл референтного штамма Escherichia coli АТСС 25922 или изолята Escherichia coli выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течение 24 ч при Т=37,5±0,5°С, результат исследования снижения биопленкообразования, определяют по изменению интенсивности биопленкообразования, путем использования раствора генцианового фиолетового и измерения оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 492 нм.
Результат исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli, лечебной композицией содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацина определяли согласно методике (O'Toole G.A. Biofilm formation as microbial development / G.A. O'Toole, H.B. Kaplan // Ann. Rev. Microbiol. 2000. V. 54. P. 49-79). Использование данного способа исследования позволяет оценить способность лечебной композицией содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацина препятствовать образованию биопленок у Escherichia coli.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Препарат арговит представляет собой комплекс высокодисперсных частиц кластерного серебра, поливинилпирролидона и водного раствора, полученного электронно-лучевой обработкой водного раствора. Препарат обладает широким спектром антимикробного действия в отношении грамположительных и грамотрицательных, аэробных и анаэробных, спорообразующих и аспорогенных бактерий в виде монокультур и микробных ассоциаций (ООО НПЦ «Вектор-Вита», vectot-vita@ngs.ru).
Препарат ципромаг в качестве действующего вещества в 1 мл содержит ципрофлоксацин 100 мг. Антибактериальный лекарственный препарат группы фторхинолонов обладает широким спектром антибактериального действия в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов (ПАВ «Красфарма», г. Красноярск, ул. 60 лет Октября, 2, Россия).
Пример 1
Способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацина, заключался следующим образом: в стерильный 96 луночный планшет вносят 0,2 мл раствора препарата арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл, вносят 0,2 мл мясопептонного бульона, 0,2 мл ципрофлоксацина с содержанием действующего вещества 2 мг/мл и 0,2 мл 1,5⋅106 КОЕ/мл референтного штамма Escherichia coli АТСС 25922 или изолята Escherichia coli выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течение 24 ч при Т=37,5±0,5°С.
После инкубации, планктонные микроорганизмы из каждой лунки удаляют, лунки промывают дистиллированной водой. Затем в лунки вносят по 0,125 мл 0,1% раствора генциан фиолетового, окрашивают в течение 15 мин при комнатной температуре. Далее раствор удаляют, лунки промывают дистиллированной водой. Планшет высушивают на воздухе и в каждую лунку вносят 0,2 мл 95% этилового спирта, инкубируют в течение 15 минут при комнатной температуре, затем полученную спиртовую вытяжку в объеме 0,125 мл переносят в чистый 96 луночный планшет и замеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 492 нм.
Пример 2
Способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацина, продемонстрирован в сравнении с действием антибактериального препарата ципромаг на референтном штамме Escherichia coli АТСС 25922 или изоляте Escherichia coli выделенном от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания.
Применение препарата ципромаг вызывало рост биопленкообразования более чем на 1,34 раза с 2,07±0,01 до 2,78±0,01 усл. ед. Изучение влияние лечебной композицией содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацина на референтный штамм Escherichia coli АТСС 25922 позволило установить снижение процесса биопленкообразования с 1,20±0,01 до 0,64±0,01 усл. ед., что подтверждает исследование изолята Escherichia coli выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания.
Антибактериальный препарат ципромаг как и при исследовании с референтным штаммом Escherichia coli АТСС 25922 вызывал рост процесса биопленкообразования в 1,27 раза с 1,20±0,01 до 1,82±0,01 усл. ед. Влияние препаратов различных фармакологических групп на процесс биопленкообразования Escherichia coli, усл. ед. представлены в таблице 1.
Проведенные исследования показали, что применение лечебной композиции содержащей наночастицы серебра и ципромага, где в качестве в качестве действующего вещества содержится ципрофлоксацин значительно снижал уровень биопленкообразования как у референтного штамма Escherichia coli АТСС 25922, так и у его изолята Escherichia coli.

Claims (1)

  1. Способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацин, заключающийся в том, что к 0,2 мл раствора препарата арговит с содержанием действующего вещества 13 мг/мл вносят 0,2 мл мясопептонного бульона, 0,2 мл ципрофлоксацина с содержанием действующего вещества 2 мг/мл и 0,2 мл 1,5⋅106 КОЕ/мл референтного штамма Escherichia coli АТСС 25922 или изолята Escherichia coli, выделенного от крупного рогатого скота с клиническим проявлением инфекционного заболевания, с последующим инкубированием в течение 24 ч при Т=37,5±0,5°С, результат исследования снижения биопленкообразования определяют по изменению интенсивности биопленкообразования путем использования раствора генцианового фиолетового и измерения оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 492 нм.
RU2023106580A 2023-03-20 Способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацин RU2822623C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2822623C1 true RU2822623C1 (ru) 2024-07-10

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014089552A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 The Regents Of The University Of California Laser-based bacterial disruption for treatment of infected wounds
WO2018185735A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 Victoria Link Limited Anti-microbial combination

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014089552A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 The Regents Of The University Of California Laser-based bacterial disruption for treatment of infected wounds
WO2018185735A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 Victoria Link Limited Anti-microbial combination

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SELEM E. et al. Antibacterial and antibiofilm effects of silver nanoparticles against the uropathogen Escherichia coli U12 // Saudi Journal of Biological Sciences, 2022, V.29, pp.1-6. *
МИХАЙЛОВА Е.А. и др. Способность Еscherichia coli формировать биопленки в присутствии наночастиц оксида алюминия // Клиническая лабораторная диагностика, 2017, Т.62(6), стр.381-384. KARIMI S. et al. Association Between Toxin-Antitoxin Systems and Biofilm Formation // Microbiol., 2015, V.8(1):e14540, pp.1-6. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11839208B2 (en) Cannabidiol compositions and uses thereof
CN102300989B (zh) 用于治疗或预防金黄色葡萄球菌感染以及用于根除或减少表面上金黄色葡萄球菌的组合物和方法
US8551456B2 (en) Combination therapy and methods for treating bacterial biofilms
Helaly et al. Dexpanthenol and propolis extract in combination with local antibiotics for treatment of Staphylococcal and Pseudomonal wound infections.
US20210352905A1 (en) Compositions and methods to disinfect, treat and prevent microbial infections
RU2822623C1 (ru) Способ исследования снижения биопленкообразования Escherichia coli лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и ципрофлоксацин
RU2806074C1 (ru) Способ снижения биопленкообразования Proteus vulgaris лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и энрофлоксацин
CN115397409A (zh) 用于破坏生物膜形成和治疗生物膜相关疾病的组合物
Barakate et al. Bacterial biofilm adherence to middle-ear ventilation tubes: scanning electron micrograph images and literature review
KR102620652B1 (ko) 미생물 콜로니화의 조절을 위한 치환된 톨란
RU2823032C1 (ru) Способ исследования снижения биопленкообразования Staphylococcus aureus лечебной композицией, содержащей наночастицы серебра и цефтиофур
CN101491245A (zh) 一种含林蛙抗菌肽的消毒制剂及其制备方法和应用
RU2822551C2 (ru) Способ снижения биопленкообразования Streptococcus pyogenes препаратом, содержащим наночастицы серебра
EP2802214A1 (fr) Utilisation de squalamine ou analogue comme agent desinfectant
KR20240016954A (ko) 분별된 꿀을 사용한 병태 치료용 조성물 및 방법
US20220008456A1 (en) Compositions and methods to disinfect, treat and prevent microbial infections
Paterson Biofilms: their importance in veterinary medicine
Kumar et al. Advanced acuity in microbial biofilm genesis, development, associated clinical infections and control
RU2795607C1 (ru) Способ исследования борьбы с биопленками Staphylococcus aureus препаратом на основе наночастиц серебра и диметилсульфоксида
RU2296570C2 (ru) Способ лечения нагноившихся остаточных полостей печени после эхинококкэктомии
EP3967300B1 (en) Composition for the prevention and treatment of infections and/or inflammations
RU2530564C1 (ru) Способ моделирования бактериальной инфекции на фоне ожоговой травмы
US20230241126A1 (en) Compositions and methods for disruption of biofilms using fractionated honey
Maslak et al. Antibiofilm effect of collagen-based material developed for wound dressing
MX2007006334A (es) Composicion farmaceutica que comprende la combinacion de un agente antimicrobiano y un agente antioxidante para el tratamiento de infecciones urinarias.