Протимікробні ефекти фармацевтичних композицій нізину з хелперними компонентами

Автор(и)

  • Тетяна Осолодченко ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України», Україна https://orcid.org/0000-0001-7865-5582
  • Артур Мартинов ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України», Україна https://orcid.org/0000-0003-1428-0085
  • Ірина Андреєва ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України», Україна https://orcid.org/0009-0000-6049-790X
  • Надія Завада ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України», Україна
  • Олена Батрак ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України», Україна
  • Ірина Рябова ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України», Україна

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.11636531

Ключові слова:

Ключові слова: нізин, ацетильований нізин, хелперні компоненти, диклофенак натрія, амлодіпін, фармацевтичні композиції, мікроорганізми, протимікробна активність

Анотація

Одним з перспективних методів боротьби з антибіотикорезистентністю може бути поєднання нізину з хелперними речовинами, які не мають прямої антимікробної дії, але тим чи іншим шляхом зв’язують фактори резистентності бактерій, відновлюючи їх чутливість до класичних антибіотиків. Пошук хелперних речовин серед вже відомих та гарно вивчених субстанцій вважають  перспективним напрямком боротьби з резистентністю мікроорганізмів. Мета роботи – мікробіологічне обґрунтування доцільності створення фармацевтичних композицій на основі нізину з хелперними речовинами для  лікування інфекційних та гнійно-запальних захворювань. Матеріали та методи. Визначено протимікробну активність 1,0 % водяних розчинів немодифікованого і модифікованого нізину з хелперними речовинами. Модифікований нізин було отримано шляхом ацилювання нізину з оцтовим ангідридом. У якості хелперних речовин застосовано диклофенак натрія і амлодіпін. Для мікробіологічного дослідження використані 17 клінічних штамів мікроорганізмів. Антимікробну активність речовин та їх комбінацій визначали дифузійним методом «колодязів» з вимірюванням діаметрів зон затримки росту мікроорганізмів. Результати  та обговорення. 1,0 % водяні розчини немодифікованого нізину та амлодіпіну в ізольованому вигляді здійснювали переважно слабкий протимікробний ефект на грампозитивні мікроорганізми. Встановлено помірну чутливість клінічних штамів S. epidermidis та слабку – щодо  S. аureus і E.faecalis до диклофенаку натрія. Стосовно клінічних штамів грамнегативних мікроорганізмів усі досліджені речовини в ізольованому вигляді були неактивні або слабо активні. При  комбінуванні немодифікованого нізину, диклофенаку натрія тв амлодіпіну спостережено підвищення протимікробної дії комбінацій до високої стосовно частини клінічних штамів S. epidermidis та до помірної – стосовно  решти клінічних штамів грампозитивних мікроорганізмів та E.coli. При комбінуванні 1,0 % водяних розчинів немодифікованого нізину, диклофенаку натрія та амлодіпіну в усіх випадках їх   протимікробна активність щодо клінічних штамів S. аureus зростала до помірної. Найбільшу чутливість до комбінацій немодифікованого нізину, диклофенака натрія і амлодіпіна виявили  клінічні штами S. epidermidis. Щодо усіх досліджених представників роду Streptococcus дія комбінацій немодифікованого нізину з диклофенаком натрія та потрійної комбінації нізину, диклофенаку і амлодіпіну була помірною. Проте половина досліджених штамів Streptococcus spp. виявились взагалі нечутливими до комбінації немодифікованого нізину і амлодіпіну. Щодо досліджених клінічних штамів  E.faecalis протимікробна дія усіх досліджених комбінацій речовин була помірною. В результаті експериментів з грамнегативними клінічними штамами мікроорганізмів встановлено, що штами E.coli виявились помірно чутливими до усіх досліджених комбінацій немодифікованого нізину, диклофенаку натрія і амлодіпіну. Представники Proteus spp. виявились нечутливими щодо подвійних комбінацій  немодифікованого нізину з  диклофенаком натрія та нізину з амлодіпініном. Потрійна комбінація немодифікованого нізина, диклофенака натрія і амлодіпіна здійснювала на клінічні штами Proteus spp. слабкий протимікробний ефект. При комбінуванні 1,0 % водяних розчинів ацетильованого нізину, диклофенаку натрія та амлодіпіну в усіх випадках подвійної комбінації  протимікробна активність щодо клінічних штамів S. аureus та S. epidermidis зростала до помірної, та до високої –щодо потрійної комбінації. Щодо представників Streptococcus spp., E.faecalis і грамнегативних мікроорганізмів протимікробна дія усіх досліджених комбінацій була помірною. Висновки. При комбінуванні немодифікованого нізину, диклофенаку натрія та амлодіпіну спостережено підвищення протимікробної дії комбінацій до високої стосовно частини клінічних штамів epidermidis та до помірної – стосовно  решти клінічних штамів грампозитивних мікроорганізмів та E.coli. При комбінуванні немодифікованого нізину, диклофенака натрія і амлодіпіну найефективнішою виявилась їх потрійна комбінація, яка окрім високої протимікробної дії стосовно 50,0 % клінічних штамів epidermidis та помірної – стосовно  S. аureus, E.faecalis, решти штамів S. epidermidis та E.coli виявила слабку протимікробну дію стосовно досліджених клінічних штамів Proteus spp. При комбінуванні ацетильованого нізину, диклофенаку натрія і амлодіпіну спостережено підвищення протимікробної дії комбінацій як до грампозитивних, так і до грамнегативних мікроорганізмів.При порівняльному аналізі протимікробної активності 1,0 % водяних розчинів немодифікованого нізину, диклофенака натрія, амлодіпіна в ізольованому вигляді та їх комбінацій, а також ацетильованого нізину в комбінаціях з диклофенаком натрія і амлодіпіном найбільш ефективною по відношенню до досліджених клінічних штамів грампозитивних та грамнегативних мікроорганізмів виявилась потрійна комбінація 1,0 % водяних розчинів ацетильованого нізину, диклофенаку натрія і амлодіпіна.

 

Посилання

Arias, C. A.; Murray, B. E. Antibiotic-resistant bugs in the 21st century: a clinical super-challenge. The New England Journal of Medicine. 2009. 360(5). 439–443. DOI: 10.1056/NEJMp0804651

WHO‎. Antimicrobial resistance: Global report on surveillance, vol.2014.Geneva.WHO(‎2014)‎.URL:https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/112642/9789241564748_eng.pdf.

Brown, D. Antibiotic resistance breakers: can repurposed drugs fill the antibiotic discovery void? Nat. Rev. Drug Discov. 2015.14(12). 821–832. DOI: 10.1038/nrd4675.

Church, N. A.; McKillip, J. L. Antibiotic Resistance Crisis: Challenges and Imperatives. Biologia (Bratisl.) 2021. 76 (5). 1535–1550. https://doi.org/10.1007/s11756-021-00697-x.

WHO. Global Priority List of Antibiotic-Resistant Bacteria to Guide Research, Discovery, and Development of New Antibiotics (WHO, 2017)

Magana, M.; Pushpanathan, M.; Santos, A. L.; et al. The Value of Antimicrobial Peptides in the Age of Resistance. Lancet Infect. Dis. 2020. 20 (9). e216–e230. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30327-3.

Knysh, O. V.; Martynov, A. V. Microbiological substantiation of the use of synergistic polymyxin-nisin combinations (review). Annals of Mechnikov Institute. 2023. 2. 17-25. https://doi: 10.5281/zenodo.8046043.

Lewies, A.; Du Plessis, L. H.; Wentzel, J. F. Antimicrobial Peptides: The Achilles’ Heel of Antibiotic Resistance? Probiotics Antimicrob. Proteins. 2019. 11 (2). 370–381. https://doi.org/10.1007/s12602-018-9465-0.

Cotter, P. D.; Ross, R. P.; Hill, C. Bacteriocins – а viable alternative to antibiotics? Nat Rev Мiсrо. 2012. 11. 95–105.

Burov, A. M. Experimental justification of the use of a multicomponent gel with nisin for the prevention and therapy of wound infection: dissertation. ... doctor of philosophy: 03.00.07 – 222 "Medicine" / A. M. Burov; Kharkiv National Medical University. Kharkiv, 2021. 176 p.

Kudryashov, V. L.; Alekseev, V. V.; Fursova N. A. Nizin and natamycin are effective food microbiological preservatives. Food industry. 2020. 2 (44). 67–71.

Thomas, V. M.; Brown, R. M.; Ashcraft, D. S.; et al. Synergistic Effect between Nisin and Polymyxin B against Pandrug-Resistant and Extensively Drug-Resistant Acinetobacter Baumannii. Int. J. Antimicrob. Agents 2019. 53 (5). 663–668. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2019.03.009.

Bisenova, G.N.; Sarmurzyna, Z.S.; Almagambetov, K.Kh.; et al. Study of bacteriocin-producing activity of isolates and collection cultures of lactic acid bacteria. Science news of Kazakhstan. 2016. 1 (127). 86–98.

Volyanskiy, Y. L.; Gritsenko, I. S.; Shyrokobokov, V. P.; et al. The study of the specific activity of antimicrobial drugs: a method. Recommendations. K. StEntScPhC Ministry of Helthcare of Ukraine. 2004. 38 p.

Volyanskiy, Y. L.; Mironenko, L. G.; Kalinichenko, S. V.; et al. Standardization of the preparation of microbial suspensions : Newsletter of innovations in health care № 163-2006. Ministry of Health Care of Ukraine. K. : Ukrmedpatentinform, 2006. 10 p.

Basnakyan, I. A. Cultivation of microorganisms with desired properties. M. : Medicine, 1992. Р. 29-59.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-15

Як цитувати

Осолодченко, Т., Мартинов, А., Андреєва, І., Завада, Н., Батрак, О. ., & Рябова, І. (2024). Протимікробні ефекти фармацевтичних композицій нізину з хелперними компонентами. Анали Мечниковського Інституту, (2), 19–23. https://doi.org/10.5281/zenodo.11636531

Номер

Розділ

Дослідні статті