CC BY
80
© Д. В. Сидоренко, О. I. Сщашенко, О. С. Воронкова, А. I. Вшнков
УДК 579. 61:616-078
Д. В. Сидоренко, О. I. Сщашенко, О. С. Воронкова, А. I. BiHHiKOB
ВИВЧЕННЯ впливу ФТОРХШОЛОШВ НА ФОРМУВАННЯ БiОПЛiBКИ
S. EPIDERMIDIS
Днтропетровський нацiональний унiверситет iM. Олеся Гончара
(м. AHinp
Дана робота е фрагментом НДР «Теоретичн та практичн основи життедiяльностi мiкробiоцено-3iB, форм взаемовiдносин з тваринами i рослина-ми», № держ. реестрацiI 0112U000192, Д/б тема № 1-262-12.
Вступ. До кiнця минулого столiття мiкробiологiя розвивалася головним чином на основi дослщжень чистих культур мiкроорганiзмiв, яю, як вважалося, iснують суто у виглядi одноклiтинних утворень та не мають безпосереднього зв'язку мiж собою. Сьогод-нi вiдомо, що бактерп здатнi утворювати конгломе-рати клггин, всерединi яких iснуе тiсний зв'язок. Зга-данi утворення дiстали назву бiоплiвки i проблема 1х стае все бтыш актуальною для сучасно! медицини. Мiкробнi бiоплiвки е причиною пневмонм, iнфекцiй шкiри та м'яких тканин, кюток, суглобiв, багатьох го-стрих i особливо, хронiчних бактерiальних iнфекцiй у людини [1, 4, 5].
Вважаеться, що бюпгмвка - це мiкробна асощ-ацiя, при яюй бактерiI локалiзованi на будь-яюй по-верхнi всерединi складноорганiзованого екзоген-ного матриксу, що мае бткову або полiсахаридну природу [8, 10, 11]. Мiкроорганiзми, якi входять до складу бюптвки, iснують у двох формах: фксованм до поверхнi та планктоннм, яка представлена вiльно плаваючими клiтинами, остання е джерелом поши-рення iнфекцií з II первинного локусу.
Бактерп, що входять до складу бiоплiвки бтыш стмю до змЫ навколишнього середовища та впливу антибютиюв. За даними ряду авторiв [2, 3, 5, 7] вщомо, що концентрацiI антибiотикiв, як дiють на планктоннi культури бактерм, не ефективнi вiдносно тих самих бактерм, якi входять до складу бiоплiвки.
Метою дано! роботи було визначити та порiвня-ти м^мальы пригнiчуючi концентрацiI (МПК) фтор-хшолоыв рiзних поколiнь для планктонних та плiвко-вих культур S. epidermidis.
Об'ект i методи досл1дження. Доотджен-ня проводили для 22 штамiв - представникiв роду Staphylococcus spp., отриманих з лабораторiI мiкро-бюлоги та iмунологiI ДУ «1нституту гастроентерологп НАМН Укра!ни».
Iдентифiкацiю отриманих штамiв проводили вiдповiдно до ознак, наведених у визначнику бак-терм Бердж [7]. Для визначення належност до роду Staphylococcus, на сольовий агар (10 % NaCl)
перервали Bei культури, при MiKpocKonil матерiалу з яких спостер^али гpампoзитивнi коки, 3i6paHi у грона. Належними до виду S. epidermidis вважали кoагулазoнегативнi штами, що утворювали кислоту з сахарози та мальтози в анаеробних умовах, вщ-новлювали нiтpати, ферментували глюкозу i лактозу, давали picт на середови!^ Гicа з манiтoм без утворення кислоти в анаеробних умовах, були чутливi до новобюцину (МПК < 1,6 мкг/мл). Диферен^ацю стафтокоюв на кoагулазoпoзитивнi та коагулазо-негативнi проводили з використанням сухо! цитрат-но! плазми кролика (ЗАТ «Бюлк», Укра!на) в реакцй' плазмокоагуляци.
Здатнicть до плiвкoутвopення пеpевipяли у 6 видтених штамiв S. epidermidis. У лунки стерильного iмунoлoгiчнoгo планшета вносили 0,2 мл м'ясопептонного бульйону (МПБ), заЫвали 0,1 мл суспензи, що мютила 1Ч106 клггин/мл добово! культури штаму S. epidermidis. За плiвкoутвopенням спо-стер^али впродовж 72 годин. Пicля закшчення шку-бацi! залишки середовища видаляли за допомогою дозатора. Плiвка, що залишилася на cтiнках лунки, свщчила про здатнicть штаму до плiвкoутвopення.
Визначали чутливicть дocлiджуваних штамiв S. epidermidis до фторхшолоыв piзних поколЫь. Чут-ливicть до антибioтикiв визначали з використанням диск-дифузмного методу. Було використано диски з такими антибютиками: налщиксова кислота, пте-мiдинoва кислота, ципрофлоксацин, офлоксацин, норфлоксацин, левофлоксацин, спарфлоксацин (ТОВ «Аспект», РФ). Через 18 год вимipювали зони затримки росту. Антибютики обирали серед най-бтыш застосовуваних у ктычнм пpактицi. Облiк pезультатiв здiйcнювали у вщповщност до таблиць стандартних зон затримки росту, що наведен у на-казi №167 [6].
Для встановлення piвня чутливocтi штамiв до антибютиюв використовували метод розведення, оснований на використанн пoдвiйних пocлiдoвних розведень концентрацм антибioтика вiд максимально! до м^мально! [12, 13]. При цьому антибютик в piзних концентра^ях вiд 0,1 до 2,0 мкг/мл вносили в рщке живильне середовище (бульйон). Пoтiм бак-теpiальну суспензю що мicтила 1,0Ч106 клiтин/мл, додавали в бульйон з антибютиком. Пюля iнкубацi! протягом 24 год при темпеpатуpi 37°С проводили
облiк отриманих результа^в. Першу найменшу концентраци антибiотика (i3 cepi! послiдовних розве-день), де вiзуально не визначаеться бактepiальний picт вважали мiнiмальною пригычуючою концентра-цiею (МПК) для доотджуваного штама.
Визначали МПК фтоpхiнолонiв, що пpигнiчують плiвкоутвоpeння. Для отримання бiоплiвки на план-шeтi в лунки 96-лункового iмунологiчного планшета вносили по 0,2 мл МПБ. З основного розведення антибютика (1 г антибютика в 10 мл iзотонiчного розчину 0,5 % натрт хлорида) вiдбиpали 0,05 мл i вносили в першу лунку планшета, пюля того роби-ли сермы розведення антибiотикiв в лунках з по-живним середовищем. В кожну лунку вносили по 0,05 мл бактepiальноI суспензи, яка мicтила 1Ч104 клiтин/мл. Планшет iнкубували при 37еС. Врахуван-ня peзультатiв проводили через 72 години. Остання лунка планшета, в яюй не спостер^алось утворен-ня бiоплiвки протягом 72 годин вщповщала МПК антибiотика.
Для отримання бiоплiвки у флаконах: на дно сте-рильних флаконiв помiщали стерильне покривне скло, вносили 0,4 мл добово! бульйонно! культури, яка мicтила 1Ч106 КУО/мл, iнкубували 3 год у термостат при 37°С. Пюля цього додавали cвiжe по-живне середовище 1,6 мл до загального об'ему 2,0 мл. Флакони витримували 3 год при 37°С. Антибю-тик додавали пщ час заЫву бактepiальноI cуcпeнзiI, через 24 та 48 год. культивування. Пюля внесення антибютиюв, плiвки ще добу Ыкубували при 37еС, пicля чого проводили виЫв для визначення КУО. В якост контролю використовували плiвки, вирощен на поживному cepeдовищi без антибютиюв.
Результати дослщжень та 'Гх обговорення. Об'ектами доcлiджeння були 22 штами бактepiй роду Staphylococcus spp., що надан лабоpатоpiею мiкpобiологiI та iмунологiI ДУ «1нституту гастроенте-pологiI НАМН Укра!ни».
Серед доcлiджeних 22 штамiв до коагулазонега-тивних cтафiлококiв належали 10 штамiв. За результатами вивчення фiзiолого-бiохiмiчних властивос-тей встановлено, що 6 штамiв вiдноcилиcя до виду S. epidermidis.
Однiею з бюлопчних властивостей багатьох бак-терм е здатнicть до плiвкоутвоpeння. Було визна-чено, що з 6 дослщжуваних штамiв S. epidermidis, 3 були здатн до плiвкоутвоpeння. Для подальших до-cлiджeнь було обрано один зi штамiв, що в^^зняв-ся найбiльш icтотним проявом фактоpiв патогеннос-тi - виявляв гeмолiз та високий piвeнь адгезивних властивостей до ктмтин букального eпiтeлiю людини, продукував лiпазу та лецитиназу.
У якост контроля використовували колeкцiйний штам Staphylococcus epidermidis, що мае плазмщу EcNp|UT2Lcngfp. Штам отриманий з колекци культур iнcтитуту молекулярно! бюлоги та iнфeктологiI Вюрцбурга (Нiмeччина).
Визначення стмкост до фтоpхiнолонiв piзних по-колiнь показало, що обидва штами S. epidermidis, як контрольний, так i дослщний були чутливими до офлоксацину - середня зона пригычення росту
17 ± 0,3 мм та левофлоксацину - середня зона при-гычення 18 ± 0,3 мм.
Визначено рiзницю у МПК для планктонно! та плiв-ково! культури дослiджуваних штамiв Э. еpidermidis. МПК офлоксацину для планктонно! культури контрольного штаму Э. еpidermidis складала - 0,25 мкг/ мл, а для левофлоксацину - 0,7 мкг/мл. Для дослщ-ного штаму МПК офлоксацину - 0,3 мкг/мл, а для левофлоксацину - 0,75 мкг/мл. МПК шщацм та фор-мування в динамМ бiоплiвки контрольним штамом на планшет складала: для офлоксацину - 0,5 мкг/ мл, для левофлоксацину - 1,4 мкг/мл, а для дослщ-ного штаму Э. еpidermidis - для офлоксацину - 0,6 мкг/мл, для левофлоксацину - 1,5 мкг/мл.
Вщомо, що бактери у складi бiоплiвки характеризуются пщвищеною стмюстю до антибютиюв та агресивних факторiв навколишнього середовища [9]. В зв'язку з цим визначен для планктоно! культури МПК антибютиюв не провокували руйнування та пригычення росту вже сформовано! бiоплiвки. Тому вивчали вплив на формування та на сформо-вану протягом 1-! та 2-х дiб бiоплiвку концентрацiй офлоксацину та левофлоксацину, що перевищували МПК для плiвково! культури у 10, 50,100 разiв.
При внесеннi офлоксацину у концентраци, яка була у 10, 50, або 100 раз вища за МПК, до плiвко-во! культури контрольного чи дослщного штамiв Э. еpidermidis пщ час засiву бактерiально! суспензi! формування бiоплiвки не спостер^али (табл. 1).
Пiсля додавання офлоксацину до середовища зi сформованою протягом 1-! доби бiоплiвки у концентраци, що у 10 раз перевищувала МПК плiвки, було визначено, що юльюсть КУО/мл знижувалася для контрольного штаму у 1,3 рази та у 1,1 рази для дослщного. При внесены вказано! концентраци до 2-х добово! бiоплiвки контрольного штаму спостер^али зниження юлькост КУО/мл у 1,25 рази, а для дослщного - у 1,28 рази порiвняно з плiвковою культурою, що формувалася в середовищi без додавання антибютика.
При внесены до добово! бiоплiвки контрольного штаму концентраци офлоксацину, яка перевищуе МПК плiвково! культури у 50 раз спостертали змен-шення юлькост КУО/мл у 1,25Ч103, а для дослщного - у 1,31 Ч103 раз, при додаванн тie! ж концентраци офлоксацину до 2-х добово! бiоплiвки контрольного штаму юльюсть КУО/мл знижувалася у 63 рази, а для видтеного штаму - у 95 разiв порiвняно з плiвкою, що формувалася в середовищi без антибютику.
Найбiльш ефективно на сформовану протягом 1-! доби бiоплiвку, як контрольного, так i для дослщного штамiв, впливала концентрацiя офлоксацину, яка у 100 раз перевищувала МПК для плiвки i стано-вила вiдповiдно 1- 1,2 мкг/ мл.
Пюля внесення данно! концентраци антибютика, до добово! бiоплiвки контрольного штаму спо-стерiгали зменшення юлькост КУО/ мл у 1,08Ч104 раз, для дослiдного штаму - 6,0Ч103 раз. При до-даванн вказано! концентрацi! офлоксацину до 2-х добово! бiоплiвки контрольного штаму юльюсть КУО /мл складала 3,6Ч103, а для видтеного 1,6Ч104,
Таблиця 1
Ктьюсть КУО/мл у складi бiоплiвок дослiджуваних штамiв стафiлококiв, сформованих пщ впливом рiзних концентрацiй антибiотикiв
Час внесення антибiотика в поживне середовище (доба) Контрольний штам Дослiдний штам
концентращя антибiотику, мкг/мл
контроль 10 50 100 контроль 10 50 100
Пщ час зас1ву бактер1ально1 суспензп 3,3 х 104 - - - 4,1х 104 - - -
1 2,5 х 106 1,8 х 106 2,0 х 103 2 2,3 х 102 2,1 х 106 1,9 х 106 1,6 х 103 12,6 х 103
2 2,0 х 107 1,6 х 107 3,2 х 105 5,5 х 103 1,8 х 107 1,4 х 107 1,9 х 105 1,15 х 103
порiвняно з плiвкою, що формувалася без додаван-ня антибiотика (табл. 1).
Дослщження впливу рiзних концентрацм левоф-локсацину на формування та на сформовану про-тягом 1-1 та 2-х дiб бiоплiвку дозволило встановити, що при додаванн концентраци левофлоксацину, яка у 10, в 50 або 100 разiв бтыша за МПК шщацм та формування бюпгмвки контролыним та дослiдним штамам пiд час засiву бактерiалыноI суспензи формування бiоплiвки не спостер^алося, як i при вико-ристанн офлоксацину.
Пiсля додавання концентрацiI левофлоксацину, що перевищувала МПК для птвки в 10 раз до рщ-кого поживного середовища, в якому знаходилисы сформованi протягом 1-1 та 2-х дiб бiоплiвки було
визначено, що юлыкюты КУО/мл суттево не зни-жуетыся, як для контрольного, так i для видiленого штаму.
При внесены до добово! бiоплiвки контрольного штаму концентрацiI препарату, що перевищуе МПК для бiоплiвки у 50 раз, вiдмiчали зменшення кiлыкостi КУО/мл у 5,5Ч 102 рази, а для дослщного - 1,03Ч103 рази, при додаванн тiеI ж концентраци левофлоксацину до 2-х добово! бiоплiвки контрольного штаму юльюсты КУО/мл знижувалася у 1,4 Ч 102 рази, а для видтеного штаму - у 45 раз порiвняно з плiвкою, що формувалася в середовищi без антибiотику.
Встановлено, що як i у випадку з офлоксацином, концентра^я левофлоксацину, яка в 100 раз бть-ша МПК, що пригычувала формування бiоплiвки на
Таблиця 2
Час внесения антибютика в поживне
Контрольнии штам
Досл1днии штам
концентрац1я антибiотику, мкг/мл
середовище (доба) контроль 10 50 100 контроль 10 50 100
Ид час засшу бактерiальноl суспензи 8,1 х 104 - - - 4,9 х 104 - - -
1 2,1 х 106 1,3 х 106 3,8х 103 2 3,15 х 102 2,9 х 106 1,9 х 106 2,8 х 103 8,7 х 103
4,6 х 10
2,4 х 10
3,2 х 10
2,2х10'
2,03 х 10
1,9 х 10
4,5 х 10"
4,8 х 10"
2
Кiлькiсть КУО/мл у складi бiоплiвок дослiджуваних штамiв стафiлококiв, сформованих пiд впливом концентрацш антибiотикiв
планшeтi, бтьш ефективно знижувала кiлькicть КУО/ мл у добовм та 2-х добовм бiоплiвцi (табл. 2) .
Пюля внесення до добово'! бiоплiвки контрольного штаму концентраци антибiотика, яка переви-щувала МПК у 100 pазiв, cпоcтepiгали зменшен-ня кiлькоcтi КУО/ мл у 1,5 Ч 104 раз, та дослщного штаму - 3,0Ч103 раз, при додаваннi вказано! концентраци левофлоксацину до 2-х добово! бiоплiвки контрольного штаму юльюсть КУО/мл знижувалася у 2,0Ч 104 рази, а для доcлiдного у 4,2Ч 103 рази по-piвняно з плiвкою, що формувалася без додавання антибютика.
Таким чином, можна заключити, що бiльш ефективно використан концeнтpацi! антибiотикiв впли-вали на добову, поpiвняно з 2-х добовою плiвкою. Серед антибiотикiв, найефективышим виявився офлоксацин, з концeнтpацiею у 100 раз вищою за МПК для плiвково! культури, так як вщбувалося зни-ження кiлькоcтi КУО/мл у 1,5 Ч 104 раз для контрольного, та у 3,0 Ч 103 раз для дослщного штаму.
Висновки.
1. Визначено, що iз 22 штамiв Staphylococcus spp., отриманих з лаборатори мiкpобiологi! ДУ «1нституту гаcтpоeнтepологi! НАМН Укра!ни», 27 % штамiв належали до виду S. epidermidis. З них 50 % мали здатнють до формування бiоплiвки.
2. Встановлено, що МПК офлоксацину для планктонно! культури контрольного штаму S. epidermidis становила 0,25 мкг/мл, а МПК левофлоксацину - 0,75 мкг/мл. Для планктонно! культури дослщного штаму МПК офлоксацину - 0,3 мкг/мл, а левофлоксацину - 0,7 мкг/мл.
3. Визначено, що МПК для плiвково! культури контрольного штама для офлоксацину становив
0,5 мкг/мл, а левофлоксацину - 1,5 мкг/мл; для дослщного штаму: для офлоксацину - 0,6 мкг/мл, а левофлоксацину - 1,4 мкг/мл.
4. Встановлено, що дози офлоксацину та левофлоксацину, як перевищують у 10, 50 та 100 разiв МПК для плiвково! культури, призводять до деструкцп бiоплiвки.
5. З'ясовано, що серед антибютиюв найефективншим виявився офлоксацин, внесення якого концентраци у 100 раз вищм за МПК для плiвки, призводило до зниження ктькост КУО/мл у 1,5 Ч 104 рази для контрольного, та у 3,0 Ч 103 рази для дослщного штаму.
Перспективи подальших дослщжень. Остан-ым часом вiдмiчаeться збтьшення ктькост випад-юв, коли антибактерiальнi препарати та !х комплекси стають неефективними у л^ваны iнфекцiйних про-цесiв. Значну роль у даному явищi вщграе бiоплiв-кова органiзацiя. У складi бiоплiвки умовно-пато-геннi бактерi! набувають ознак пiдвищено! стiйкостi до антибютиюв та iнших факторiв довкiлля. Сьогод-нi вiдомо, що серед уЫх iнфекцiйних захворювань близько 65-80 % викликаються бактерiями, що формують бiоплiвки. Для сучасно! системи охорони здоров'я важливим е вивчення механiзмiв стмкост бактерiй, якi входять до складу бiоплiвки, бо завдяки !х розумшню з'являються новi можливостi впливу на формування та видалення бiоплiвки з Ыфкованого органiзму i уникнення розвитку хроычного Ыфек-цiйного процесу. Тому вивчення впливу антибютиюв на вже сформовану бiоплiвку е актуальною проблемою, яка потребуе детального вивчення та негайно-го виршення.
Л^ература
Афиногенова А. Г. Микробные биопленки РАН: состояние вопроса / А. Г. Афиногенова, Е. Н. Даровская // Травматология и ортопедия России. - 2011. - № 3. - С. 119-125.
Белобородова Н. В. Микробные биопленки / Н. В. Белобородова, И. Т. Байрамов // НЦ ССХ им. А. Н. Бакулева РАМН, г. Москва, Россия. - Код доступа http://dental-hygiene. ru/index. php?title = Микробные_биопленки. Гостев В. В. Бактериальные биопленки и инфекции / В. В. Гостев, С. В. Сидоренко // Журнал инфектологии. - 2010. -Т. 2, № 3. - С. 4-15.
Маянский А. Н. Стафилококковые биопленки: структура, регуляция, отторжение. / А. Н. Маянский, И. В. Чеботарь // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2011. - № 1. - С 101-108.
Николаев Ю. А. Биопленка - «город микробов» или аналог многоклеточного организма? / Ю. А. Николаев В. К. Плакунов, // Микробиология. - 2007. - Т. 76, №2. - С. 149-163.
Наказ МОЗ Укра'ши № 167 вщ 05. 04. 2007 «Про затвердження методичних вказiвок щодо визначення чутливост мiкpооpганiзмiв до антибактepiальних препара^в». - К.: МОЗ Укра'ши, 2007. - 63 с.
Определитель бактерий Берджи: пер. с англ. / Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уильямса. -Москва : «Мир», 1997. - 555 с.
Структурно-функциональная характеристика бактериальных биопленок / Т. А. Смирнова, Л. В. Диденко, Р. Р. Азизбе-кян, Ю. М. Романова // Микробиология. - 2010. - Т. 79, № 4. - С. 435-446.
Тец В. В. Бактериальные сообщества. Клеточные сообщества / под ред. В. В. Тец. - СПб.: Изд-во СПб ГМУ, 1998. -С.15-73.
Чеботарь И. В. Новый метод количества учета кокков в надклеточных образованиях - кластерах и биопленке / И. В. Чеботарь, Е. А. Таланин, Е. Д. Кончакова // Стоматология, травматология, микробиология. - 2010. - №3. -С. 14-17.
Beveridge T. J. Visuаlizing bacterial cell walls and biofilms / T. J. Beveridge // Microbe. - 2006. - Vol. 1, № 6. -P. 1-6.
12. Biofilms, Infection, and Antimicrobial Therapy / ed. J. L. Pace [et al.]. - Boca Raton : Taylor & Francis Group, 2006. - P. 495.
13. Cirioni O. RNAIII-Inhibiting Peptide Significantly Reduces Bacterial Load and Enhances the Effect of Antibiotics in the Treatment of Central Venous Catheter-Associated Staphylococcus aureus Infections / O. Cirioni [et. al.] // J. of Inf. Dis. - 2006. -№ 193. - P. 180-186.
10
11
14. Raad I. Staphylococcus epidermidis: emerging resistance and need for alternative agents / I. Raad, A. Alrahwan, K. Rolston //
Clin. Infect. Dis. - 1998. - № 26. - P. 112-116.
15. Tormo M. A. Bap-dependent biofilm formation by pathogenic species of Staphylococcus: evidence of horizontal gene transfer? / M. Arngeles Tormo, [et. al.] // Microbiology. - 2005. - № 151. - P. 2465-2475.
УДК 579. 61:616-078
ВИВЧЕННЯ впливу ФТОРХШОЛОЫВ НА ФОРМУВАННЯ Бюптвки S. EPIDERMIDIS
Сидоренко Д. В., Сщашенко О. i., Воронкова О. С., Вшшков А. i.
Резюме. В ходi проведених доотджень встановлено, що мiнiмальна пригычуючи концентрацiя (МПК) офлоксацину для планктонно! культури контрольного штаму S. epidermidis становила 0,25 мкг/мл, а МПК левофлоксацину - 0,75 мкг/мл, для планктонно! культури дослщного штаму МПК офлоксацину - 0,3 мкг/ мл, а левофлоксацину - 0,7 мкг/мл. Визначено, що МПК для птвково! культури контрольного штама для офлоксацину - 0,5 мкг/мл, а левофлоксацину - 1,5 мкг/мл; для дослщного штаму - для офлоксацину - 0,6 мкг/мл, а левофлоксацину - 1,4 мкг/мл.
Доотджено, що дози офлоксацину та левофлоксацину, як перевищують у 10, 50 та 100 раз МПК для плiвково! культури, призводять до деструкцп бiоплiвки. З'ясовано, що серед антибютиюв найефективншим виявився офлоксацин, концентращею у 100 раз вищою за МПК для плiвки, вщбувалося зниження юлькост КУО/мл у 1,5 Ч 104 для контрольного, та у 3,0 Ч 103 раз для дослщного штаму.
Ключовi слова: бiоплiвка, МПК, фторхЫолони, КУО, S. epidermidis.
УДК 579. 61: 616-078
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ФТОРХШОЛОНОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ БИОПЛЕНКИ S. EPIDERMIDIS
Сидоренко Д. В., Сидашенко О. И., Воронкова О. С., Винников А. И.
Резюме. В ходе проведенных исследований установлено, что МПК офлоксацина для планктонной культуры контрольного штамма S. epidermidis составляла 0,25 мкг/мл, а МПК левофлоксацина - 0,75 мкг/ мл, для планктонной культуры исследуемого штамма МПК офлоксацина - 0,3 мкг/мл, а левофлоксацина - 0,7 мкг/мл. Определенно, что МПК для пленочной культуры контрольного штама для офлоксацина - 0,5 мкг/мл, а левофлоксацина - 1,5 мкг/мл; для исследуемого штамма - для офлоксацина - 0,6 мкг/мл, а левофлоксацина - 1,4 мкг/мл.
Установлено, что дозы офлоксацина и левофлоксацина, которые превышают в 10, 50 и 100 раз МПК для пленочной культуры, приводят к деструкции биопленки. Выяснено, что среди антибиотиков самым эффективным оказался офлоксацин, концентрацией в 100 раз более высокой за МПК для пленки, происходило снижение количества КОЕ/мл в 1,5 Ч104 для контрольного, и в 3,0 Ч103 раз для исследуемого штамма.
Ключевые слова: биопленка, МПК, фторхиналоны, КОЕ, S. Epidermidis.
^С 579. 61: 616-078
The Study Influence of Fluoroquinolones on the Biofilm Forming of S. Epidermidis
Sidorenko D. V., Sidashenko О. i., Voronkova О. S., Vinnikov A. i.
Abstract. By the end of the last century microbiology was developed mainly on the basis of research of pure cultures of microorganisms, which were thought to exist purely in the form of unicellular formations and are not linked with each other. Today it is known that bacteria can form conglomerates cells, inside of which there is a close relationship. Mentioned education received the name of biofilms and the problem becomes more relevant to modern medicine. Microbial biofilms is the cause of pneumonia, infections of skin and soft tissues, bones, joints, and many acute and especially, chronic bacterial infections in humans. The microbial association, in which bacteria are localized on any surface inside exogenous matrix that has the protein or polysaccharide nature are biofilms. Bacteria that are part of biofilms are more resistant to environmental changes and the effects of antibiotics. It is known that the concentration of antibiotics that act on the planktonic bacteria cultures, are not effective against the same germs that are part of the biofilm.
The aim of this work was to assess and compare the minimum ingibition concentration (MIC) of fluoroquinolones different generations for planktonic and biofilm cultures of S. epidermidis.
The objects of the research were 22 strains of bacteria of Staphylococcus spp.
Among the 22 studied strains to coagulase-negative staphylococci belonged 10 strains. According to the results of the study of physiological and biochemical properties found that 6 strains belonged to the S. epidermidis strains.
One of the biological properties of many bacteria is the ability to film formation. It was determined that, with 6 of the studied strains of S. epidermidis, 3 strains were able to film formation. For further research was selected as one of the strains differed the most significant manifestation of the pathogenic factors exercised hemolysis and a high level of adhesion properties of the cells of buccal epithelium, culture produced under vital activity lipase and lecitinaza. Determination of resistance to fluoroquinolones different generations showed that the two strains
S. epidermidis, both the control and research were sensitive to ofloxacin - central zone of inhibition of growth of 17 ± 0,3 mm and levofloxacin - average area of suppression of 18 ± 0,3 mm
In the course of conducted researches it is established MIC of ofloxacin for the planktonic culture of the control strains of S. epidermidis define 0,25 mg/ml, and MIC of levofloxacin - 0,75 mg/ml, for the planktonic culture of clinical strains of MIC of ofloxacin - 0,3 mg/ml, and levofloxacin - 0,7 mg/ml. MIC for the biofilm culture of control strains for ofloxacin - 0,5 mg/ml, and levofloxacin - 1,5 mg/ml; for clinical strains - for ofloxacin - 0,6 mg/ml, and levofloxacin - 1,4 mg/ml.
Established that MIC antibiotics that inhibit the growth of plankton cultures on average 2 times lower compared to the MIC, which inhibit biofilm formation.
Investigational, that doses of ofloxacin and levofloxacin, that exceed in 10, 50 and 100 time MIC for a biofilm culture, result in destruction of biofilm. It found, that among antibiotics ofloxacin appeared most effective, by a concentration in 100 times higher after МЮ for tape, there was a decline of amount of CFU/ml in 1,5Ч104 for control, and in 3,0Ч103 times for a clinical strain.
For a modern system of public health is important to study the mechanisms of stability of bacteria, which are part of the biofilm, because of their understanding of new opportunities to influence the formation and destruction of biofilms with the infected organism and to avoid the development of chronic infectious process.
Key words: biofilm, MIC, fluoroquinolones, CFU, S. epidermidis.
Рецензент - проф. Мщенко I. В.
Стаття надшшла 27. 01. 2014 р.
