PL242507B1 - Mieszanina naftochinonu i srebra oraz zastosowanie mieszaniny jako środka przeciwbakteryjnego do zwalczania Pseudomonas aeruginosa - Google Patents
Mieszanina naftochinonu i srebra oraz zastosowanie mieszaniny jako środka przeciwbakteryjnego do zwalczania Pseudomonas aeruginosa Download PDFInfo
- Publication number
- PL242507B1 PL242507B1 PL437695A PL43769521A PL242507B1 PL 242507 B1 PL242507 B1 PL 242507B1 PL 437695 A PL437695 A PL 437695A PL 43769521 A PL43769521 A PL 43769521A PL 242507 B1 PL242507 B1 PL 242507B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mixture
- naphthoquinone
- silver nanoparticles
- silver
- aeruginosa
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims description 13
- 229930192627 Naphthoquinone Natural products 0.000 title description 5
- 150000002791 naphthoquinones Chemical class 0.000 title description 5
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 title 1
- SVPKNMBRVBMTLB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dichloronaphthalene-1,4-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(Cl)=C(Cl)C(=O)C2=C1 SVPKNMBRVBMTLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 claims abstract description 7
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 claims abstract description 7
- FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N 1,4-naphthoquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C=CC(=O)C2=C1 FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 4
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 abstract description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 abstract description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GWOLZNVIRIHJHB-UHFFFAOYSA-N 11-mercaptoundecanoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCCCS GWOLZNVIRIHJHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 150000000191 1,4-naphthoquinones Chemical class 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- -1 dichlon Chemical compound 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000182 1,4-naphthoquinonyl group Chemical group C1(C(=CC(C2=CC=CC=C12)=O)*)=O 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000208699 Drosera binata Species 0.000 description 2
- CQDXJBJBEQPBEM-UHFFFAOYSA-N Droserone Natural products C1=CC=C2C(=O)C(C)=C(O)C(=O)C2=C1O CQDXJBJBEQPBEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 206010048038 Wound infection Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 239000006150 trypticase soy agar Substances 0.000 description 2
- KILMMLMKSQWMTN-UHFFFAOYSA-N 4,8-dihydroxy-3-methylnaphthalene-1,2-dione Chemical compound C1=CC(O)=C2C(=O)C(=O)C(C)=C(O)C2=C1 KILMMLMKSQWMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000003115 checkerboard titration Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000036457 multidrug resistance Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 1
- 244000039328 opportunistic pathogen Species 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001374 post-anti-biotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940083025 silver preparation Drugs 0.000 description 1
- 229960003600 silver sulfadiazine Drugs 0.000 description 1
- UEJSSZHHYBHCEL-UHFFFAOYSA-N silver(1+) sulfadiazinate Chemical compound [Ag+].C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)[N-]C1=NC=CC=N1 UEJSSZHHYBHCEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001018 virulence Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/38—Silver; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/12—Ketones
- A61K31/122—Ketones having the oxygen directly attached to a ring, e.g. quinones, vitamin K1, anthralin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
- A61P17/02—Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/04—Antibacterial agents
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Oncology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
Abstract
Wynalazek dotyczy bakteriobójczej mieszaniny nanocząstek srebra oraz 2,3-dichloro-1,4-naftochinonu, zwanego dichlonem wobec naturalnie opornej pałeczki ropy błękitnej, tj. Pseudomonas aeruginosa. Wynalazek dotyczy również medycznego zastosowania mieszaniny do zwalczania P. aeruginosa oraz zastosowania tej mieszaniny jako środka o działaniu przeciwbakteryjnym do stosowania zewnętrznie, tj. na skórę lub rany. Wykazany mechanizm oddziaływań nanocząstek srebra i dichlonu stanowi zjawisko o wysokim potencjale do zwalczania jednego z najgroźniejszych patogenów bakteryjnych człowieka - P. aeruginosa.
Description
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu aktywacji właściwości bakteriobójczych wybranego naftochinonu, wobec naturalnie opornej pałeczki ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa za pomocą nanocząstek srebra, a tym samym za pomocą mieszaniny tych czynników. Wynalazek dotyczy również medycznego zastosowania mieszaniny do zwalczania P. aeruginosa oraz zastosowania tej mieszaniny jako środka o działaniu przeciwbakteryjnym, zwłaszcza do stosowania zewnętrznie, np. na skórę lub rany.
Zjawisko antybiotykoodporności mikroorganizmów, tj. zdolność do namnażania się w obecności antybiotyku, jest coraz powszechniejszym problemem, z którym musi mierzyć się medycyna. Wraz z rosnącą liczbą drobnoustrojów wykazujących oporność na coraz większy zakres antybiotyków, zmniejsza się pula możliwych terapii stosowanych w leczeniu zakażeń, a tym samym rośnie zagrożenie zdrowia i życia ludzkiego. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) i Amerykańskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorób (CDC) wskazują w swoich najnowszych raportach, że w związku z nastąpieniem ery post-antybiotykowej niezbędne jest zastosowanie zrównoważonych strategii prewencji i leczenia chorób zakaźnych - CDC, Antibiotic Resistance Threats in the United States, 2019. 2019, U.S. Department of Health and Human Services: Atlanta, GA ;WHO, 2019. ANTIBACTERIAL AGENTS IN CLINICAL DEVELOPMENT: an analysis of the antibacterial clinical development pipeline. 2019, WHO: Geneva, Switzerland.
Pseudomonas aeruginosa jest gram-ujemną bakterią oraz oportunistycznym patogenem człowieka i zwierząt, charakteryzującym się znaczącą wirulencją. P. aeruginosa wykazuje naturalną oporność na wiele cząsteczek chemicznych, które są aktywne wobec innych patogenów. W przypadku infekcji ran oparzeniowych P. aeruginosa jest jednym z najczęściej izolowanych gatunków bakterii i stanowi szczególny problemem w ich leczeniu ze względu na wielolekooporność ograniczającą możliwości terapeutycznych. Poza antybiotykami, w terapiach ran oparzeniowych z dużym powodzeniem stosowane jest srebro jonowe, tj. azotan srebra i sulfadiazyna srebra. Niemniej jedna coraz częściej obserwowane jest zjawisko nabywania oporności na preparaty zawierające srebro przez patogeny infekujące rany. Powyższe opisano w:
Kuete, V. i in., Antibacterial activity of some natural products against bacteria expressing a multidrugresistant phenotype. Int J Antimicrob Agents, 2011.37: p. 156-61.
Church, D. i in. Burn wound infections. Clin Microbiol Rev, 2006. 19(2): p. 403-34.
Atiyeh, B.S. i in., Effect of silver on burn wound infection control and healing: review of the literature. Burns, 2007. 33(2): p. 139-48.
Percival, S.L., Bowler P.G. i Russell D. Bacterial resistance to silver in wound care. J Hosp Infect, 2005. 60(1): p. 1-7.
Powszechnie znane są właściwości przeciwbakteryjne nanocząsteczek srebra. Przykładowo z abstraktu publikacji R. Salomoni et al. „Antibacterial effect of silver nanoparticles in Pseudomonas aeruginosa”(Nanotechnol Sci Appl. 2017; 10: 115-121.,2017 Jun 29) znane były właściwości antybakteryjne nanocząsteczek srebra wobec Pseudomonas aeruginosa. Z abstraktu publikacji CN103622995 A znany był preparat stosowanie na rany o działaniu bakteriostatycznym m.in. wobec Pseudomonas aeruginosa zawierający nanocząsteczki srebra.
Z abstraktu publikacji Palanisamy Ravichandiran et al „1,4-Naphthoquinone Analogues: Potent Antibacterial Agents and Mode of Action Evaluation”,(Molecules 2019 Apr 11 ;24(7): 1437) znane były właściwości przeciwbakteryjne 1,4-naftochinonu, w tym wobec Pseudomonas aeruginosa. Natomiast z publikacji M. Kychowiak et al „Combination of Silver Nanoparticles and Drosera binata Extract as a Possible Alternative for Antibiotic Treatment of Burn Wound Infections Caused by Resistant Staphylococcus aureus”, (PLoS One 2014 Dec 31 ;9(12)) znane było połączenie nanocząsteczek srebra z ekstraktem z Drosera binata w leczeniu innych infekcji bakteryjnych. W badaniach ujawniono też mieszaninę stanowiącą połączenie nanocząstek srebra i 3,5-dihydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu (droseron).
Znane jest działanie pewnych związków chemicznych z grupy 1,4-naftochinonów wobec niektórych bakterii gram-dodatnich i grzybów - Widhalm J.R. i Rhodes D. Biosynthesis and molecular actions of specialized 1,4-naphthoquinone natural products produced by horticultural plants. Hortic Res, 2016, 3: 16046. Niemniej jednak bakterie gram-ujemne wykazują umiarkowaną oporność na 1,4-naftochinony lub pozostają na nie całkowicie oporne jak w przypadku P. aeruginosa, co opisano dla niektórych związków z grupy 1,4-naftochinonów - Kuete, V. i in., Antibacterial activity of some natural products against bacteria expressing a multi drug-resistant phenotype. Int J Antimicrob Agents, 2011.37: p. 156-61.
Znane jest zatem działanie pewnych związków chemicznych z grup y 1,4-naftochinonów wobec niektórych bakterii gram -dodatnich i grzybów. Niemniej jednak bakterie gram-ujemne wykazują umiarkowaną oporność na 1,4-naftochinony lub pozostają na nie całkowicie oporne jak w przypadku P. aeruginosa, co opisano dla niektórych związków z grupy 1,4-naftochinonów. Niezbędne jest więc opracowanie strategii umożliwiających opóźnienie lub zniesienie wykształcania bakteryjnej oporności oraz rozszerzenie możliwości terapeutycznych.
Niniejszy wynalazek opiera się na zjawisku przywrócenia wrażliwości opornych komórek mikroorganizmu na cząsteczki związku chemicznego dzięki zastosowaniu w mieszaninie drugiego czynnika pełniącego funkcję substancji uwrażliwiającej.
Opracowana według wynalazku mieszanina jest przykładem systemu dwuskładnikowego, w którym wykorzystuje się interakcję czynników do zwiększenia ich potencjału biologicznego w oparciu o zjawisko aktywacji i synergii.
Według wynalazku opracowano nową mieszaninę dwóch składników dobranych w taki sposób, że dobrano jeden związek z grupy 1,4-naftochinonów oraz drugi składnik, tj. srebro. Tak dobrana kompozycja stanowi mieszaninę wykazującą oczekiwane działanie bakteriobójcze wobec P. aeruginosa opornego na ten 1,4-naftochinon.
Wynalazek dotyczy zatem sposobu aktywacji właściwości bakteriobójczych 2,3-dichloro-1,4-naftochinonu, tj. dichlonu, wobec naturalnie opornej pałeczki ropy błękitnej, tj. Pseudomonas aeruginosa, za pomocą srebra, zwłaszcza w formie nanocząstek srebra.
Według wynalazku mieszanina zawiera działającą bakteriobójczo wobec P. aeruginosa dawkę srebra oraz 2,3-dichloro-1,4-naftochinonu zwanego dichlonem. Mieszanina zawiera działające bakteriobójczo wobec Pseudomonas aeruginosa dawki nanocząstek srebra stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym w stężeniu równym lub większym niż 1 μg Ag/m oraz 2,3-dichloro-1,4-naftochinonu w dawce równej lub większej niż 64 μg/mL. Wynalazek dotyczy również medycznego zastosowania mieszaniny do zwalczania P. aeruginosa jako środka o działaniu przeciwbakteryjnym do stosowania zewnętrznie, tj. na skórę lub rany. Wykazany według wynalazku mechanizm oddziaływań nanocząstek srebra i dichlonu stanowi zjawisko o wysokim potencjale do zwalczania jednego z najgroźniejszych patogenów bakteryjnych człowieka - P. aeruginosa.
Korzystniej zawiera sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm.
Korzystnie wynalazek dotyczy mieszaniny zawierającej dichlon (2,3-dichloro-1,4-naftochinonu) i sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym.
W przykładzie wynalazku opisano, że mieszanina zawiera sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym w stężeniu równym lub wyższym niż 1 μg Ag/mL oraz 2,3-dichloro-1,4-naftochinon w stężeniu równym lub wyższym niż 64 μg/mL. Zawiera minimalną dawkę obu składników działającą bakteriobójczo wobec P. aeruginosa występującego w stężeniu około 2,5 x105 jednostek tworzących kolonie (JTK)/mL, co oznacza, że dawka ta redukuje o 99,9% liczbę komórek bakteryjnych, tj. do co najmniej 2,5 χ 102 JTK/mL.
Wynalazek opisano bliżej w przykładzie potwierdzającym efektywność mieszaniny i zastosowanie. W przykładzie opisano mieszaninę zawierającą dichlon i sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym. Wykazano, że sam ten naftochinon nie działa na referencyjny szczep bakterii P. aeruginosa, tj. jego minimalne stężenie bakteriobójcze jest wyższe niż 512 μg/mL.
Fig. 1 pokazuje strukturę chemiczną dichlonu, tj. 2,3-dichloro-1,4-naftochinonu.
Fig. 2 pokazuje zmiany minimalnych stężeń bakteriobójczych dichlonu (DCH) i preparatu nanocząstek srebra stabilizowanych kwasem 11-merkaptoundekanowym (Ag) zastosowanych jednocześnie wobec P. aeruginosa ATCC 27853.
Przykład: Znoszenie oporności Pseudomonas aeruginosa na 2,3-dichloro-1,4-naftochinon za pomocą nanocząstek srebra.
W badaniach wykorzystano gotowy preparaty wybranych sferycznych nanocząstek srebra (AgNPs) stabilizowanych kwasem 11-merkaptoundekanowy (AgCwCOOH) o średniej wielkości rdzenia metalicznego 5 nm (Prochimia Surfaces Sp. z o.o.). Stężenie srebra w preparatach ustalono za pomocą analizy pierwiastkowej z wykorzystaniem techniki optycznej spektrometrii emisyjnej w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES). Działanie spektrometru optycznego ICP-OES (Perkin Elmer ICP-OES Optima 2000 DV) było optymalizowane przed każdą serią pomiarów. Preparat nanocząstek srebra rozcieńczano wstępnie 10-krotnie za pomocą wody destylowanej. Następnie do 250 μL przygotowanej zawiesiny dodawano 1 mL kwasu azotowego cz.d.a. (65%), a następnie uzupełniano wodą demineralizowaną do objętości 5 mL. Następujące parametry spektrometru ICP-OES zostały wykorzystanie podczas analiz: moc generatora 1300 W, częstotliwość generatora 40 MHz; demontowalny palnik kwarcowy; osiowy widok plazmy; gaz argon (Ar): przepływ gazu plazmowego 15,0 L/min, przepływ gazu wspomagającego 0,2 L/min; przepływ gazu w rozpylaczu 0,8 L/min; szklana cykloniczna komora rozpylająca; prędkość przepływu próbki: 1,5 L/min. Pomiarów stężenia jonów srebra (Ag+) dokonywano przy długości fali 328,068 nm w 3 powtórzeniach.
W badaniach wykorzystano komercyjnie dostępny wybrany związek 2,3-dichloro-1,4-naftochinon, tj. dichlon (Sigma Aldrich). Działanie bakteriobójcze nanocząstek srebra AgCwCOOH i dichlonu (Fig. 1) stosowanych osobno badano wobec referencyjnego szczepu P. aeruginosa ATCC 27853 za pomocą znanej metody mikrorozcieńczeń pożywki jak opisano w: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Królicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816. W pierwszej kolejności w pożywce Mueller-Hinton suplementowanej kationami (CA-MHB, Beckton Dickinson) przygotowywano roztwory badanych czynników za pomocą seryjnych dwukrotnych rozcieńczeń, co opisano poniżej. Opis przygotowania mieszaniny.
Na potrzeby eksperymentu mieszaniny przygotowywano w pożywce mikrobiologicznej, niemniej jednak mieszaninę można przygotować również w wodzie lub wodnych roztworach, np. soli fizjologicznej. Zatężone wodne zawiesiny nanocząstek srebra po oznaczeniu zawartości srebra (Ag) dodaw ano bezpośrednio do pożywki CA-MHB do końcowego stężenia wynoszącego 128 μg Ag/mL, a następnie wykonywano seryjne dwukrotne rozcieńczenia w pożywce do uzyskania mieszaniny o stężeniu 64, 32, 16, 8, 4, 2 lub 1 μg Ag/mL.
W przypadku dichlonu przed dodaniem do pożywki przygotowywano jego skoncentrowane roztwory w dimetylosulfotlenku (DMSO) zawierające 25,6 mg związku w 1 mL. W celu wykonania eksperymentu tak przygotowane roztwory dodawano do pożywki do końcowego stężenia 512 μg/mL, tj w objętości 20 μL do 0,98 mL, a następnie wykonywano seryjne dwukrotne rozcieńczenia w pożywce do uzyskania roztworów o stężeniu 256, 128, 64, 32, 16, 8 lub 4 μg/mL. Z przygotowanych mieszanin
AgC10COOH i roztworów dichlonu w pożywce pobierano po 100 μL i przenoszono do studzienek 96-dołkowej płytki mikrotestowej do badania aktywności bakteriobójczej poszczególnych czynników. W procedurze badania interakcji nanocząstek srebra i 2,3-dichloro-1,4-naftochinonu, tj. dichlonu, wykorzystano podejście Checkerboard Titration, które opisano również w: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Królicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816, polegające na jednoczesnym zastosowaniu dwóch badanych czynników na płytce mikrotestowej, gdzie każdy czynnik jest stosowany w następującym gradiencie stężeń w pożywce: 2 χ MBC, 1 χ MBC, 0,5 χ MBC, 0,25 χ MBC, 0,125 χ MBC, 0,06 χ MBC i 0,03 χ MBC, gdzie MBC jest minimalnym stężeniem bakteriobójczym (MBC, ang. Minimal Bactericidal Concentration). Tym sposobem każdy dołek płytki mikrotestowej zawiera unikalną kombinację stężeń badanych czynników. W przypadku związków lub czynników niewykazujących aktywności bakteriobójczej, tak jak ma to miejsce w przypadku dichlonu, stosuje się gradient stężeń rozpoczynający się od najwyższego możliwego do uzyskania stężenia związku, tj. najczęściej 512, 256, 128, 64, 32, 16 i 8 μg/mL. W przypadku nanocząstek srebra gradient stężeń zastosowanych w eksperymencie był następujący: 16, 8, 4, 2, 1,0,5 i 0,25 μg Ag/mL.
Mieszaniny przygotowywano w taki sposób, że zatężone wodne zawiesiny nanocząstek srebra po oznaczeniu zawartości srebra (Ag) dodawano bezpośrednio do pożywki CA-MHB do końcowego stężenia wynoszącego 32 μg Ag/mL, a następnie wykonywano seryjne dwukrotne rozcieńczenia w pożywce do uzyskania mieszanin o stężeniu 16, 8, 4, 2, 1 oraz 0,5 μg Ag/mL. Przed dodaniem do pożywki dichlonu przygotowywano jego skoncentrowane roztwory w dimetylosulfotlenku (DMSO) zawierające 25,6 mg związku w 1 mL. W celu wykonania eksperymentu tak przygotowane roztwory dodawano do pożywki do końcowego stężenia 1024 μg/mL, tj. w objętości 40 μL do 0,96 mL, a następnie wykonywano seryjne dwukrotne rozcieńczenia w pożywce do uzyskania roztworów o stężeniu 512, 256, 128, 64, 32 oraz 16 μg/mL. Następnie mieszaniny przygotowano przez połączenie zawiesin nanocząstek i roztworów dichlonu w stosunku objętościowym 1 : 1.
Następnie do studzienek zawierających po 100 μL zawiesin, roztworów lub mieszaniny w pożywce dodawano 10 μL inokulum bakteryjnego zawierającego ok. 2,5 χ 105 jednostek tworzących kolonie (JTK) w 1 mL. Inokulum otrzymywano przez rozcieńczenie 6-godzinnej hodowli bakteryjnej (CA-MHB, 37°C, 150 rpm) w świeżej pożywce CA-MHB do uzyskania zmętnienia równego 0,5 stopni w skali McFarlanda mierzonego za pomocą densytometru (DensiMeter II, EMO). Płytki mikrotestowe inkubowano przez 24 godziny w 37°C, po czym zawartość dołków, w których obserwowano zahamowanie wzrostu
PL 242507 BI bakterii, wysiewano na agar odżywczy TSA (ang. Tryptic Soy Agar; BTL Polska Sp. z o.o.). Tak przygotowane szalki z agarem inkubowano przez 24 godziny w temperaturze 37°C w celu zliczenia komórek bakteryjnych (JTK) pozostałych w dołkach po traktowaniu czynnikiem, a tym samym ustalenia minimalnego stężenia bakteriobójczego badanych czynników- MBC. Stężenie MBC definiowano jako najniższe stężenie czynnika redukujące w ciągu 24 godzin wyjściową liczbę JTK w dołku (ok. 2,5 χ 105 JTK/mL) o 99,9%, tj. o 3 logarytmy (ok. 2,5 χ 102 JTK/mL).
Jak wskazano w Tabeli 1, dichlon nie wykazuje aktywności bakteriobójczej wobec P. aeruginosa (MBC >512 pg/mL). Niemniej jednak zastosowanie dichlonu w połączeniu z nanocząstkami srebra AgCioCOOH (MBC = 8 pg Ag/mL) skutkowało uzyskaniem efektu bakteriobójczego przy jego stężeniu równym 64 pg/mL i stężeniu nanocząstek odpowiadającym 1 pg Ag/mL (Tabela 1, Fig. 2). Powyższe wyniki wskazują, że srebro efektywnie współdziała z dichlonem, tj. 2,3-dichloro-1,4-naftochinonem, znosząc oporność P. aeruginosa na ten związek. Pozwala to osiągnąć efekt bakteriobójczy mieszaniny przy znacząco zredukowanym stężeniu preparatu srebra (nawet do 87,5%) i stężeniu dichlonu do 64 pg/mL. Pozwala to na szeroki zakres możliwości modulowania aktywności biologicznej obu czynników oraz optymalizacji składu mieszaniny.
Tabela 1. Stężenia dichlonu (2,3-dichloro-1,4-naftochinonu) i nanocząstek srebra w mieszaninach w pożywce CA-MHB warunkujące efekt bakteriobójczy wobec szczepu referencyjnego P. aeruginosa ATCC 27853.
| Dichlon (pg/mL) | AgCioCOOH (pg Ag/mL) |
| > 512 | 0 |
| 512 | 0,5 |
| 256 | 1 |
| 128 | 1 |
| 64 | 1 |
| 32 | 2 |
| 16 | 2 |
| 8 | 4 |
| 0 | 8 |
AgCioCOOH - nanocząstki srebra stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym.
Ag, Jony srebra.
Claims (4)
1. Mieszanina zawierająca srebro i 1,4-naftochinon, znamienna tym, że zawiera działające bakteriobójczo wobec Pseudomonas aeruginosa dawki nanocząstek srebra stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym w stężeniu równym lub większym niż 1 pg Ag/m oraz 2,3-dichloro-1,4-naftochinonu w dawce równej lub większej niż 64 pg/mL.
2. Mieszanina według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera sferyczne nanocząstki srebra.
3. Mieszanina według zastrz. 1-2, znamienna tym, że zawiera sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm.
4. Mieszanina opisana w którymkolwiek zastrzeżeniu 1-3 do zastosowania jako środek przeciwbakteryjny wobec Pseudomonas aeruginosa, korzystnie do zastosowania na skórę lub rany.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437695A PL242507B1 (pl) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Mieszanina naftochinonu i srebra oraz zastosowanie mieszaniny jako środka przeciwbakteryjnego do zwalczania Pseudomonas aeruginosa |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437695A PL242507B1 (pl) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Mieszanina naftochinonu i srebra oraz zastosowanie mieszaniny jako środka przeciwbakteryjnego do zwalczania Pseudomonas aeruginosa |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL437695A1 PL437695A1 (pl) | 2022-04-11 |
| PL242507B1 true PL242507B1 (pl) | 2023-03-06 |
Family
ID=81076654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL437695A PL242507B1 (pl) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Mieszanina naftochinonu i srebra oraz zastosowanie mieszaniny jako środka przeciwbakteryjnego do zwalczania Pseudomonas aeruginosa |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242507B1 (pl) |
-
2021
- 2021-04-26 PL PL437695A patent/PL242507B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL437695A1 (pl) | 2022-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Miladi et al. | Synergistic effect of eugenol, carvacrol, thymol, p-cymene and γ-terpinene on inhibition of drug resistance and biofilm formation of oral bacteria | |
| Şimşek et al. | Investigation of effect of 1, 8-cineole on antimicrobial activity of chlorhexidine gluconate | |
| Yap et al. | Antibacterial mode of action of Cinnamomum verum bark essential oil, alone and in combination with piperacillin, against a multi-drug-resistant Escherichia coli strain | |
| Percival et al. | Antiseptics for treating infected wounds: efficacy on biofilms and effect of pH | |
| Issam et al. | Pharmacological synergism of bee venom and melittin with antibiotics and plant secondary metabolites against multi-drug resistant microbial pathogens | |
| Petrus et al. | A study on the minimum inhibitory concentration and minimum bactericidal concentration of Nano Colloidal Silver on food-borne pathogens. | |
| Zubko et al. | Co-operative inhibitory effects of hydrogen peroxide and iodine against bacterial and yeast species | |
| Nourbakhsh et al. | Bacterial biofilms and their resistance mechanisms: a brief look at treatment with natural agents | |
| Zemke et al. | Nitrite modulates bacterial antibiotic susceptibility and biofilm formation in association with airway epithelial cells | |
| Eick et al. | Effect of ozone on periodontopathogenic species—an in vitro study | |
| Moon et al. | In vitro effects of N-acetyl cysteine alone and in combination with antibiotics on Prevotella intermedia | |
| BR112016006048B1 (pt) | Composições antimicrobianas | |
| B. Aswathanarayan et al. | Antimicrobial, biofilm inhibitory and anti-infective activity of metallic nanoparticles against pathogens MRSA and Pseudomonas aeruginosa PA01 | |
| van der Waal et al. | Sodium chloride and potassium sorbate: a synergistic combination against E Nterococcus faecalis biofilms: an in vitro study | |
| Abeydeera et al. | Harnessing the toxicity of dysregulated iron uptake for killing Staphylococcus aureus: reality or mirage? | |
| Marcinkiewicz et al. | Influence of taurine haloamines (TauCl and TauBr) on the development of Pseudomonas aeruginosa biofilm: a preliminary study | |
| Köse | In vitro activity of carvacrol in combination with meropenem against carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae | |
| Vieira et al. | In vitro studies of the antibacterial activity of Copaifera spp. oleoresins, sodium hypochlorite, and peracetic acid against clinical and environmental isolates recovered from a hemodialysis unit | |
| US8753691B2 (en) | Antiviral colloidal silver composition | |
| Kim et al. | Expansion of antibacterial spectrum of xanthorrhizol against Gram-negatives in combination with PMBN and food-grade antimicrobials | |
| Banerjee et al. | Bactericidal efficacy of low dose gaseous ozone against clinically relevant multidrug-resistant bacteria | |
| Sudha et al. | Antibiofilm analysis, synergistic potential and biocompatibility evaluation of a bacteriocin from Bacillus subtilis (MK733983) | |
| Biswas et al. | Vitamin D3 potentiates antimicrobial and antibiofilm activities of streptomycin and thymoquinone against Pseudomonas aeruginosa | |
| PL242507B1 (pl) | Mieszanina naftochinonu i srebra oraz zastosowanie mieszaniny jako środka przeciwbakteryjnego do zwalczania Pseudomonas aeruginosa | |
| PL245017B1 (pl) | Mieszanina naftochinonu i srebra oraz zastosowanie mieszaniny jako środka przeciwbakteryjnego do zwalczania Pseudomonas aeruginosa |