PL243140B1 - Mixture of 3-chloro-5-hydroxy-2-methylo-1,4-naphtoquinone and silver nanoparticles and application of the mixture as antibacterial agent for controlling Pseudomonas aeruginosa - Google Patents

Mixture of 3-chloro-5-hydroxy-2-methylo-1,4-naphtoquinone and silver nanoparticles and application of the mixture as antibacterial agent for controlling Pseudomonas aeruginosa Download PDF

Info

Publication number
PL243140B1
PL243140B1 PL437226A PL43722621A PL243140B1 PL 243140 B1 PL243140 B1 PL 243140B1 PL 437226 A PL437226 A PL 437226A PL 43722621 A PL43722621 A PL 43722621A PL 243140 B1 PL243140 B1 PL 243140B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mixture
hydroxy
silver nanoparticles
chloro
naphthoquinone
Prior art date
Application number
PL437226A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL437226A1 (en
Inventor
Marta Krychowiak-Maśnicka
Aleksandra Królicka
Ewa Paluszkiewicz
Aleksandra Bielicka-Giełdoń
Original Assignee
Politechnika Gdanska
Univ Gdanski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Gdanska, Univ Gdanski filed Critical Politechnika Gdanska
Priority to PL437226A priority Critical patent/PL243140B1/en
Publication of PL437226A1 publication Critical patent/PL437226A1/en
Publication of PL243140B1 publication Critical patent/PL243140B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/12Ketones
    • A61K31/122Ketones having the oxygen directly attached to a ring, e.g. quinones, vitamin K1, anthralin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N31/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic oxygen or sulfur compounds
    • A01N31/08Oxygen or sulfur directly attached to an aromatic ring system
    • A01N31/16Oxygen or sulfur directly attached to an aromatic ring system with two or more oxygen or sulfur atoms directly attached to the same aromatic ring system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16Heavy metals; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/38Silver; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/02Local antiseptics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Wynalazek dotyczy mieszaniny zawierającej działającą bakteriobójczo wobec P. aeruginosa dawkę nanocząstek srebra oraz 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu. Wynalazek dotyczy zastosowania medycznego mieszaniny jako środek przeciwbakteryjny wobec P. aeruginosa, korzystnie do zastosowania na skórę lub rany.The invention relates to a mixture containing a bactericidal dose of silver nanoparticles and 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone with a bactericidal effect against P. aeruginosa. The invention relates to the medical use of the mixture as an antibacterial agent against P. aeruginosa, preferably for application to the skin or wounds.

Description

Wynalazek dotyczy sposobu aktywacji właściwości bakteriobójczych 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu, zwanego 3-chloroplumbaginą, wobec naturalnie opornej pałeczki ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa za pomocą nanocząstek srebra, a tym samym za pomocą mieszaniny tych czynników. Wynalazek dotyczy zatem medycznego zastosowania mieszaniny do zwalczania P. aeruginosa, zwłaszcza do stosowania zewnętrznie, np. na skórę lub rany.The invention relates to a method of activating the bactericidal properties of 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, called 3-chloroplumbagin, against the naturally resistant Pseudomonas aeruginosa bacillus by means of silver nanoparticles, and thus by means of a mixture of these factors . The invention therefore relates to the medical use of the mixture for combating P. aeruginosa, in particular for external application, e.g. to the skin or wounds.

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, zm niejsza 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 - WHO, 2019. ANTIBACTERIAL AGENTS IN CLINICAL DEVELOPMENT: an analysis of the antibacterial clinical development pipeline. 2019, WHO: Geneva, Switzerland.The phenomenon of antibiotic resistance of microorganisms, i.e. the ability to multiply in the presence of an antibiotic, is an increasingly common problem faced by medicine. Along with the growing number of microorganisms showing resistance to an increasing range of antibiotics, the pool of possible therapies used to treat infections is decreasing, and thus the threat to human health and life is increasing. The World Health Organization (WHO) and the US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) indicate in their latest reports that, due to the advent of the post-antibiotic era, it is necessary to apply sustainable strategies for the prevention and treatment of infectious diseases - 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 terapeutyczne - Church, D. i in. Bum wound infections. Clin Microbiol Rev, 2006. 19(2): p. 403-34. Poza antybiotykami, w terapiach ran oparzeniowych z dużym powodzeniem stosowane jest srebro jonowe, tj. azotan srebra i sulfadiazyna srebra. Niemniej jednak, coraz częściej obserwowane jest zjawisko nabywania oporności na preparaty zawierające srebro przez patogeny infekujące rany. Opisano to m.in. w: 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.Pseudomonas aeruginosa is a gram-negative bacterium and an opportunistic pathogen of humans and animals with significant virulence. P. aeruginosa is naturally resistant to many chemical molecules that are active against other pathogens. In the case of burn wound infections, P. aeruginosa is one of the most commonly isolated bacterial species and poses a particular problem in their treatment due to multidrug resistance limiting therapeutic options - Church, D. et al. Bum wound infections. Clin Microbiol Rev, 2006. 19(2): pp. 403-34. In addition to antibiotics, ionic silver, i.e. silver nitrate and silver sulfadiazine, is used with great success in the treatment of burn wounds. Nevertheless, the phenomenon of acquiring resistance to preparations containing silver by pathogens infecting wounds is increasingly observed. It is described, among others in: Atiyeh, B.S. et al., Effect of silver on burn wound infection control and healing: review of the literature. Burns, 2007. 33(2): pp. 139-48; Percival, S.L., Bowler P.G. and Russell D. Bacterial resistance to silver in wound care. J Hosp Infect, 2005. 60(1): pp. 1-7.

W publikacji Ogihara et al. (2013) opisano aktywność ekstraktów z tkanek Dionaea muscipula stanowiących mieszaniny różnych związków w tych tkankach syntetyzowanych. Autorzy badań nie przeprowadzili analiz w kierunku ustalenia aktywności czystego związku, a jedynie stwierdzili jego obecność w badanych ekstraktach oraz aktywność tych ekstraktów m. in. wobec P. aeruginosa.In the publication of Ogihara et al. (2013) described the activity of extracts from Dionaea muscipula tissues, which are mixtures of various compounds in these tissues synthesized. The authors of the study did not carry out analyzes to determine the activity of the pure compound, but only found its presence in the tested extracts and the activity of these extracts, among others. against P. aeruginosa.

Niezbędne jest więc opracowanie strategii umożliwiających opóźnienie lub zniesienie wykształcania bakteryjnej oporności oraz rozszerzenie możliwości terapeutycznych.It is therefore necessary to develop strategies to delay or abolish the development of bacterial resistance and to expand therapeutic options.

Znane jest działanie samych związków 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, w tym użyty 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon lub pozostają na nie całkowicie oporne jak w przypadku P. aeruginosa - Coban, A.Y. i in., Effects of efflux pump inhibitors phenyl-arginine-beta-naphthylamide and 1-(1-naphthylmethyl)-piperazine on the antimicrobial susceptibility of Pseudomonas aeruginosa isolates from cystic fibrosis patients. J Chemother, 2009. 21(5): p. 592-4.].The action of compounds from the group of 1,4-naphthoquinones alone is known against some gram-positive bacteria and fungi - Widhalm J.R. and Rhodes D. Biosynthesis and molecular actions of specialized 1,4-naphthoquinone natural products produced by horticultural plants. Hortic Res, 2016, 3: 16046. Nevertheless, gram-negative bacteria show moderate resistance to 1,4-naphthoquinones, including the 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone used, or remain resistant to them completely resistant as P. aeruginosa - Coban, A.Y. et al., Effects of efflux pump inhibitors phenyl-arginine-beta-naphthylamide and 1-(1-naphthylmethyl)-piperazine on the antimicrobial susceptibility of Pseudomonas aeruginosa isolates from cystic fibrosis patients. J Chemother, 2009. 21(5): p. 592-4.].

W publikacji Ravichandiran et al. (2019) opisano wysoko zmodyfikowane pochodne naftochinonów, tzn. strukturę naftochinonu zmodyfikowaną na różne sposoby, dodając do niego wiele pierścieni fenolowych i innych grup chemicznych, co znacząco zmienia charakter chemiczny i właściwości biologiczne powstałych substancji w stosunku do substancji wyjściowej czyli 1,4-naftochinonu. Wśród wyników badań dotyczących zbadanej przez autorów aktywności przeciwbakteryjnej związków zsyntetyzowanych przez Ravichandiran i współpracowników nie ma 1,4-naftochinonu oraz nie ma prostych struktur chemicznych opartych na dwóch pierścieniach węglowych i prostych podstawnikach właściwych dla 1,4-naftochinonów, w tym dla 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu. Opisano najniższe stężenie hamujące 250-500 μg/mL. Stężenia powyżej 250 mg/L są stężeniami na granicy rozpuszczalności naftochinonów w pożywce mikrobiologicznej. Wskazana publikacja nie potwierdza aktywności 3-chloro-2-metylo-1,4 naftochinonu wobec P. aeruginosa.In the publication of Ravichandiran et al. (2019) describes highly modified derivatives of naphthoquinones, i.e. the structure of naphthoquinone modified in various ways by adding many phenolic rings and other chemical groups to it, which significantly changes the chemical nature and biological properties of the resulting substances in relation to the starting substance, i.e. 1,4-naphthoquinone . Among the results of research on the antibacterial activity of compounds synthesized by Ravichandiran and co-workers, tested by the authors, there is no 1,4-naphthoquinone and there are no simple chemical structures based on two carbon rings and simple substituents specific to 1,4-naphthoquinones, including 3-chloro -5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone. The lowest inhibitory concentration of 250-500 μg/mL has been described. Concentrations above 250 mg/L are concentrations at the limit of solubility of naphthoquinones in the microbial medium. The indicated publication does not confirm the activity of 3-chloro-2-methyl-1,4 naphthoquinone against P. aeruginosa.

W publikacji Krychowiak Maśnicka et. al. (2002), opisano wyniki analiz aktywności plumbaginy, tj. czystego związku, wobec dwóch szczepów P. aeruginosa, które potwierdzają brak takiej aktywności. Dane zawarte w publikacji wskazują, że minimalne stężenie hamujące (MIC) plumbaginy jest wyższe niż 500 μg/mL w przypadku obu badanych szczepów, co potwierdza oporność tego patogenu na naftochinony. Stężenie MIC jest niższe jedynie, gdy plumbagina zostaje zastosowana z badanymi w inhibitorami pomp typu „efflux”.In the publication Krychowiak Maśnicka et. al. (2002), the results of analyzes of the activity of plumbagin, i.e. the pure compound, against two strains of P. aeruginosa were described, which confirmed the lack of such activity. The data contained in the publication indicate that the minimum inhibitory concentration (MIC) of plumbagin is higher than 500 μg/mL for both tested strains, which confirms the resistance of this pathogen to naphthoquinones. The MIC is only lower when plumbagin is used with the efflux inhibitors studied.

Zjawisko synergistycznych oddziaływań dwóch czynników przeciwbakteryjnych nie jest powszechne, tak więc również nie jest efektem oczekiwanym, co wielokrotnie opisywano w literaturze, na przykład w: Odds FC (2003). Synergy, antagonism, and what the chequerboard puts between them. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 52(1), 1-1. W większości przypadków połączeń czynników biologicznie czynnych nie dochodzi do żadnych interakcji lub interakcje są nieznaczne, a tym samym czynniki zastosowane w połączeniu działają z taką samą aktywnością, co czynniki zastosowane osobno. Jak wskazano m. in. w: Berenbaum MC (1978). A method for testing for synergy with any number of agents. Journal of Infectious Diseases, 137(2), 122-130, w przypadku czynników bakteriobójczych oznacza to, że uzyskiwany jest efekt bakteriobójczy, gdy zastosujemy całą dawkę bakteriobójczą czynnika pierwszego lub całą dawkę bakteriobójczą czynnika drugiego oraz gdy zastosujemy mieszaninę gdzie czynnik pierwszy w obniżonej o połowę dawce bakteriobójczej uzupełnimy czynnikiem drugim również w obniżonej o połowę dawce bakteriobójczej, natomiast dalsze obniżanie dawek obu czynników w mieszaninie będzie skutkować zniesieniem działania bakteriobójczego mieszaniny. Odmiennie jest w przypadku oddziaływań synergistycznych, tzn. obniżanie dawek obu czynników w mieszaninie nie skutkuje zniesieniem efektu bakteriobójczego mieszaniny.The phenomenon of synergistic interactions of two antibacterial agents is not common, so it is also not an expected effect, which has been repeatedly described in the literature, for example in: Odds FC (2003). Synergy, antagonism, and what the checkboard puts between them. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 52(1), 1-1. In most cases of combinations of biologically active agents there are no interactions or interactions are insignificant, and therefore the agents used in combination have the same activity as the agents used separately. As indicated, among others in: Berenbaum MC (1978). A method for testing for synergy with any number of agents. Journal of Infectious Diseases, 137(2), 122-130, in the case of germicidal agents, this means that a germicidal effect is obtained when the entire germicidal dose of the first factor or the entire germicidal dose of the second factor is used, and when a mixture is used where the first factor is reduced by half of the bactericidal dose will be supplemented with the second factor also in the bactericidal dose reduced by half, while further reduction of the doses of both factors in the mixture will result in the abolition of the bactericidal effect of the mixture. The situation is different in the case of synergistic interactions, i.e. lowering the doses of both factors in the mixture does not result in eliminating the bactericidal effect of the mixture.

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.The present invention is based on the phenomenon of restoring the sensitivity of resistant microbial cells to molecules of a chemical compound by using a second agent in the mixture that acts as a sensitizing substance.

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.The mixture developed according to the invention is an example of a two-component system in which the interaction of factors is used to increase their biological potential based on the phenomenon of activation and synergy.

Wynalazek dotyczy sposobu aktywacji właściwości bakteriobójczych 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu, tj. 3-chloroplumbaginy, wobec naturalnie opornej pałeczki ropy błękitnej, tj. Pseudomonas aeruginosa, za pomocą srebra w danej formie - nanocząstek srebra. Wynalazek dotyczy zatem medycznego zastosowania mieszaniny do zwalczania P. aeruginosa jako środka o działaniu przeciwbakteryjnym do stosowania zewnętrznie, tj. na skórę lub rany. Mieszanina według wynalazku zawiera dany rodzaj nanocząstek srebra oraz 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon, zwany 3-chloroplumbaginą przy czym zawiera 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon w dawce równej lub większej niż 16 μg/mL i nanocząstki srebra w stężeniu równym lub większym niż 1 μg Ag/mL. Według wynalazku mieszanina zawiera działającą bakteriobójczo wobec P. aeruginosa dawkę nanocząstek srebra (AgCwCOOH) oraz 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon. Wykazany mechanizm oddziaływań nanocząstek srebra i 3-chloroplumbaginy stanowi specyficzne dla związków z grupy 1,4-naftochinonów zjawisko o wysokim potencjale do zwalczania jednego z najgroźniejszych patogenów bakteryjnych człowieka - P. aeruginosa.The invention concerns a method of activating the bactericidal properties of 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, i.e. 3-chloroplumbagine, against the naturally resistant Pseudomonas aeruginosa bacillus, using silver in a given form - nanoparticles silver. The invention therefore relates to the medical use of the P. aeruginosa control mixture as an antibacterial agent for topical application, i.e. to the skin or wounds. The mixture according to the invention contains a given type of silver nanoparticles and 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, called 3-chloroplumbagin, and contains 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4- naphthoquinone at a dose equal to or greater than 16 μg/mL and silver nanoparticles at a concentration equal to or greater than 1 μg Ag/mL. According to the invention, the mixture contains a bactericidal dose of silver nanoparticles (AgCwCOOH) acting bactericidal against P. aeruginosa and 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone. The demonstrated mechanism of interaction between silver nanoparticles and 3-chloroplumbagin is a phenomenon specific to compounds from the group of 1,4-naphthoquinones with high potential for combating one of the most dangerous bacterial pathogens of humans - P. aeruginosa.

Korzystnie, wynalazek dotyczy zastosowania medycznego mieszaniny zawierającej 3-chloroplumbaginę (3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon) i sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym (AgCwCOOH).Preferably, the invention relates to the medical use of a mixture comprising 3-chloroplumbagine (3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone) and spherical silver nanoparticles with an average size of 5 nm stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid (AgClwCOOH).

Korzystnie zawiera nanocząstki srebra stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym (AgC10COOH).Preferably, it contains silver nanoparticles stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid (AgC10COOH).

Korzystnie zawiera sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm.Preferably, it comprises spherical silver nanoparticles with an average size of 5 nm.

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 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon w stężeniu równym lub wyższym niż 16 μg/mL. Zawiera minimalną dawkę obu składników działającą bakteriobójczo wobec P. aeruginosa występującego w stężeniu około 2,5 x 105 jednostek tworzących kolonie (JTK)/mL, co oznacza, że dawka ta redukuje o 99,9% liczbę komórek bakteryjnych, tj. do co najmniej 2,5 x 102 JTK/mL.In the example of the invention, it is described that the mixture contains spherical silver nanoparticles with an average size of 5 nm stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid at a concentration equal to or greater than 1 μg Ag/mL and 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone at a concentration equal to or greater than 16 μg/mL. It contains the minimum dose of both ingredients that is bactericidal against P. aeruginosa at a concentration of approximately 2.5 x 105 colony-forming units (JTK)/mL, which means that this dose reduces the number of bacterial cells by 99.9%, i.e. to at least 2.5 x 102 CFU/mL.

Wynalazek opisano bliżej w przykładzie potwierdzającym efektywność mieszaniny i jej zastosowanie. W przykładzie opisano mieszaninę zawierającą 3-chloroplumbaginę i sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym. Wykazano, że sam naftochinon nie działa na ten szczep bakterii tj. MBC jest wyższy niż 512 μg/mL.The invention is described in more detail in an example confirming the effectiveness of the mixture and its use. The example describes a mixture containing 3-chloroplumbagine and spherical silver nanoparticles with an average size of 5 nm stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid. Naphthoquinone alone has been shown to be ineffective against this bacterial strain, i.e. MBC is higher than 512 μg/mL.

Fig. 1 pokazuje schemat syntezy 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu (3-chloroplumbaginy). (1) 2,3-epoksy-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon. (2) 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon.Fig. 1 shows the scheme of the synthesis of 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone (3-chloroplumbagin). (1) 2,3-epoxy-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone. (2) 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone.

Fig. 2 pokazuje strukturę chemiczną 3-chloroplumbaginy, tj. 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu.Fig. 2 shows the chemical structure of 3-chloroplumbagin, i.e. 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone.

Fig. 3 pokazuje zmiany minimalnych stężeń bakteriobójczych 3-chloroplumbaginy i preparatu nanocząstek srebra stabilizowanych kwasem 11-merkaptoundekanowym (AgCwCOOH) zastosowanych jednocześnie wobec P. aeruginosa ATCC 27853.Fig. 3 shows the changes in the minimum bactericidal concentrations of 3-chloroplumbagine and the preparation of silver nanoparticles stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid (AgCwCOOH) simultaneously applied to P. aeruginosa ATCC 27853.

Przykład: Znoszenie oporności Pseudomonas aeruginosa na 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon za pomocą nanocząstek srebra.Example: Removal of Pseudomonas aeruginosa resistance to 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone with silver nanoparticles.

W badaniach wykorzystano gotowy preparaty 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.Ready-made preparations of spherical silver nanoparticles (AgNPs) stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid (AgCwCOOH) with an average metallic core size of 5 nm (Prochimia Surfaces Sp. z o.o.) were used in the study. The silver concentration in the preparations was determined by elemental analysis using inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The performance of the ICP-OES optical spectrometer (Perkin Elmer ICP-OES Optima 2000 DV) was optimized before each series of measurements. The preparation of silver nanoparticles was initially diluted 10 times with distilled water. Then, 1 mL of pure nitric acid was added to 250 μL of the prepared suspension. (65%), and then supplemented with demineralized water to a volume of 5 mL. The following parameters of the ICP-OES spectrometer were used during the analyses: generator power 1300 W, generator frequency 40 MHz; removable quartz burner; axial view of the plasma; argon gas (Ar): plasma gas flow 15.0 L/min, assist gas flow 0.2 L/min; gas flow in the atomizer 0.8 L/min; glass cyclonic spray chamber; sample flow rate: 1.5 L/min. Measurements of the concentration of silver ions (Ag+) were made at a wavelength of 328.068 nm in 3 repetitions.

Związek 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon (3-chloroplumbagina) został zsyntezowany zgodnie z metodą przedstawioną poniżej, która została przedstawiona na Fig. 1. Struktury chemiczne produktów reakcji zostały potwierdzone metoda spektralną - protonowym rezonansem magnetycznym, a czystość związków sprawdzana była przy użyciu metody TLC. Układ chromatograficzny 10:1 heksan:octan etylu. Widma 1H NMR zostały wykonane na spektrometrze Varian VXR-S pracującym przy 500 MHz. Przesunięcia chemiczne podano w jednostkach δ w ppm w dół pola od wewnętrznego tetrametylosilanu. Użyte skróty w opisach widm 1H NMR są następujące: br.s-szeroki sygnał, s-singlet, d-dublet, dd-dublet dubletów, t-triplet, k-kwartet i m-multiplet.The compound 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone (3-chloroplumbagine) was synthesized according to the method presented below, which is shown in Fig. 1. The chemical structures of the reaction products were confirmed by the spectral method - proton resonance and the purity of the compounds was checked using the TLC method. Chromatography system 10:1 hexane:ethyl acetate. 1 H NMR spectra were taken on a Varian VXR-S spectrometer operating at 500 MHz. Chemical shifts are given in units of δ in ppm downfield from the inner tetramethylsilane. The abbreviations used in the descriptions of 1H NMR spectra are as follows: br.s-broad signal, s-singlet, d-doublet, dd-doublet of doublets, t-triplet, k-quartet and m-multiplet.

g 5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon rozpuszczono w 250 mL zimnego etanolu i dodano do roztworu nadboranu sodu (2,5 g) w 270 mL wody. Reakcję prowadzono przez 2 minuty, doprowadzając roztwór do pH 5 za pomocą 1M H2SO4. Następnie wytrząsano nasyconym roztworem NaCl i eterem naftowym (3-krotnie). Warstwę organiczną wysuszono za pomocą Na2SO4 i odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkty reakcji 2,3-epoks-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon (1) i 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon, tj. 3-chloroplumnaginę (2) oczyszczono stosując chromatografię kolumnową. Eluent startowy heksan : octan etylu (50:1), następnie 20:1.g 5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone was dissolved in 250 mL of cold ethanol and added to a solution of sodium perborate (2.5 g) in 270 mL of water. The reaction was carried out for 2 minutes, adjusting the solution to pH 5 with 1M H2SO4. Then it was shaken with saturated NaCl solution and petroleum ether (3 times). The organic layer was dried with Na2SO4 and evaporated under reduced pressure. Reaction products of 2,3-epox-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone (1) and 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, i.e. 3-chloroplumnagine (2 ) was purified using column chromatography. Starting eluent hexane:ethyl acetate (50:1), then 20:1.

Produkt pośredni: 2,3-epoksy-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon (1): wydajność 50% 1H NMR (CDCI3, 500 MHz): 1,75 (3H, s); 3,84 (1H, s); 7,28-7,30 (1H, m); 7,60-7,62 (1H, m); 7,66 (1H, t, J=7,8Hz); 11,22 (1H, s).Intermediate: 2,3-epoxy-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone (1): 50% yield 1 H NMR (CDCl 3 , 500 MHz): 1.75 (3H, s); 3.84 (1H, s); 7.28-7.30 (1H, m); 7.60-7.62 (1H, m); 7.66 (1H, t, J=7.8Hz); 11.22 (1H, s).

3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon był doczyszczany ponownie przy użyciu chromatografii kolumnowej. Eluent heksan : octan etylu (20:1).The 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone was purified again by column chromatography. Eluent hexane : ethyl acetate (20:1).

3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon, tj. 3-chloroplumbagina (2): wydajność 10% 1H NMR (CDCI3, 500 MHz): 2,38 (3H, s); 7,30-7,32 (1H, m); 7,65-7,72 (2H, m); 11,80 (1H, s). Działanie bakteriobójcze nanocząstek srebra AgCwCOOH i 3-chloroplumbaginy (Fig. 2) 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.3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, i.e. 3-chloroplumbagine (2): yield 10% 1H NMR (CDCl3, 500 MHz): 2.38 (3H, s); 7.30-7.32 (1H, m); 7.65-7.72 (2H, m); 11.80 (1H, s). The bactericidal effect of silver nanoparticles AgCwCOOH and 3-chloroplumbagine (Fig. 2) used separately was tested against the reference strain of P. aeruginosa ATCC 27853 using the well-known method of medium microdilution as described in: 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. First, in the Mueller-Hinton medium supplemented with cations (CA-MHB, Beckton Dickinson), solutions of the tested factors were prepared by means of serial two-fold dilutions.

Opis przygotowania mieszaninyDescription of the preparation of the mixture

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) dodawano 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.For the purposes of the experiment, the mixtures were prepared in a microbiological medium, however, the mixture can also be prepared in water or aqueous solutions, e.g. saline. Concentrated aqueous suspensions of silver nanoparticles, after determining the silver (Ag) content, were added directly to the CA-MHB medium to the final concentration of 128 μg Ag/mL, and then serial two-fold dilutions were made in the medium to obtain a mixture with a concentration of 64, 32, 16, 8, 4, 2 or 1 μg Ag/mL.

W przypadku 3-chloroplumbaginy (Fig. 2) przed dodaniem do pożywki przygotowywano jej 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 AgCwCOOH i roztworów 3-chloroplumbaginy 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 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu 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 x MBC, 1 x MBC, 0,5 x MBC, 0,25 x MBC, 0,125 x MBC, 0,06 x MBC i 0,03 x MBC. Tym sposobem każdy dołek płytki mikrotestowej zawiera unikalną kombinację stężeń badanych czynników. W przypadku związków lub czynników nie wykazujących aktywności bakteriobójczej, tak jak ma to miejsce w przypadku 3-chloroplumbaginy, 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.In the case of 3-chloroplumbagin (Fig. 2), concentrated solutions in dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 25.6 mg of the compound in 1 mL were prepared before adding to the medium. In order to perform the experiment, the solutions prepared in this way were added to the medium to the final concentration of 512 μg/mL, i.e. in a volume of 20 μL to 0.98 mL, and then serial two-fold dilutions were made in the medium to obtain solutions with a concentration of 256, 128, 64, 32, 16, 8 or 4 μg/mL. From the prepared mixtures of AgCwCOOH and solutions of 3-chloroplumbagin in the medium, 100 μL were taken and transferred to the wells of a 96-well microtest plate for testing the bactericidal activity of individual factors. In the procedure of testing the interaction of silver nanoparticles and 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, the Checkerboard Titration approach was used, which was also described in: 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, involving the simultaneous application of two tested factors on a microtest plate, where each factor is used in the following concentration gradient in the medium: 2 x MBC, 1 x MBC, 0.5 x MBC, 0.25 x MBC , 0.125 x MBC, 0.06 x MBC and 0.03 x MBC. In this way, each well of the microtest plate contains a unique combination of concentrations of the test factors. In the case of compounds or agents not showing bactericidal activity, as is the case with 3-chloroplumbagin, a concentration gradient is used starting from the highest possible concentration of the compound, i.e. most often 512, 256, 128, 64, 32, 16 and 8 μg/mL. In the case of silver nanoparticles, the concentration gradient used in the experiment was as follows: 16, 8, 4, 2, 1.0.5 and 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 3-chloroplumbaginy przygotowywano jej 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 3-chloroplumbaginy w stosunku objętościowym 1:1.The mixtures were prepared in such a way that concentrated aqueous suspensions of silver nanoparticles, after determining the silver (Ag) content, were added directly to the CA-MHB medium to a final concentration of 32 μg Ag/mL, and then serial two-fold dilutions were made in the medium to obtain mixtures with a concentration of 16 , 8, 4, 2, 1 and 0.5 μg Ag/mL. Before adding 3-chloroplumbagin to the medium, concentrated solutions in dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 25.6 mg of the compound in 1 mL were prepared. In order to perform the experiment, the solutions prepared in this way were added to the medium to the final concentration of 1024 μg/mL, i.e. in a volume of 40 μL to 0.96 mL, and then serial two-fold dilutions were made in the medium to obtain solutions with a concentration of 512, 256, 128, 64, 32 and 16 μg/mL. Then, the mixtures were prepared by combining nanoparticle suspensions and 3-chloroplumbagine solutions in a 1:1 volume ratio.

Następnie do studzienek zawierających po 100 μL zawiesin, roztworów lub mieszaniny w pożywce dodawano 10 μL inokulum bakteryjnego zawierającego ok. 2,5 x 105 jednostek tworzących kolonie (JTK) w 1 mL. Inokulum otrzymywano przez rozcieńczenie 6-godzinnej hodowli bakteryjnej (CAMHB, 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 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, ang. Minimal Bactericidal Concentration). Stężenie MBC definiowano jako najniższe stężenie czynnika redukujące w ciągu 24 godzin wyjściową liczbę JTK w dołku (ok. 2,5 x 105 JTK/mL) o 99,9 %, tj. o 3 logarytmy (ok. 2,5 x 102 JTK/mL).Then, 10 μL of bacterial inoculum containing approximately 2.5 x 10 5 colony-forming units (JTK) in 1 mL was added to wells containing 100 μL of suspensions, solutions or mixtures in the medium. The inoculum was prepared by diluting a 6-hour bacterial culture (CAMHB, 37°C, 150 rpm) in fresh CA-MHB medium to a 0.5 degree McFarland turbidity measured with a densitometer (DensiMeter II, EMO). The microtest plates were incubated for 24 hours at 37°C, and then the contents of the wells in which inhibition of bacterial growth was observed were plated on Tryptic Soy Agar (TSA; BTL Polska Sp. z oo). The agar plates prepared in this way were incubated for 24 hours at 37°C in order to count the bacterial cells (JTK) remaining in the wells after treatment with the agent, and thus to determine the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) of the tested agents. The MBC concentration was defined as the lowest factor concentration reducing the baseline number of CFU in the well (approx. 2.5 x 10 5 CFU/mL) by 99.9%, i.e. 3 logarithms (approx. 2.5 x 10 2 JTK/mL).

Jak wskazano w Tabeli 1, 3-chloroplumbagina nie wykazuje aktywności bakteriobójczej wobec P. aeruginosa (MBC >512 μg/mL). Niemniej jednak, zastosowanie plumbaginy w połączeniu z nanocząstkami srebra AgCwCOOH (MBC = 8 μg Ag/mL) skutkowało uzyskaniem efektu bakteriobójczego przy jej stężeniu równym 16 μg/mL i stężeniu nanocząstek odpowiadającym 2 μg Ag/mL (Tabela 1, Fig. 3). Powyższe wyniki wskazują, że srebro efektywnie współdziała z 3-chloroplumbaginą, tj. 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonem, znosząc oporność P. aeruginosa na ten związek. Pozwala to osiągnąć efekt bakteriobójczy mieszaniny przy znacząco zredukowanym stężeniu preparatu srebra (nawet do 75%) i stężeniu 3-chloroplumbaginy do 16 μg/mL. Pozwala to na szeroki zakres możliwości modulowania aktywności biologicznej obu czynników oraz optymalizacji składu mieszaniny.As indicated in Table 1, 3-chloroplumbagine has no bactericidal activity against P. aeruginosa (MBC >512 μg/mL). Nevertheless, the use of plumbagin in combination with silver nanoparticles AgCwCOOH (MBC = 8 μg Ag/mL) resulted in a bactericidal effect at its concentration of 16 μg/mL and the concentration of nanoparticles corresponding to 2 μg Ag/mL (Table 1, Fig. 3). The above results indicate that silver effectively interacts with 3-chloroplumbagin, i.e. 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, eliminating the resistance of P. aeruginosa to this compound. This allows to achieve the bactericidal effect of the mixture with a significantly reduced concentration of the silver preparation (up to 75%) and the concentration of 3-chloroplumbagin to 16 μg/mL. This allows for a wide range of possibilities to modulate the biological activity of both factors and to optimize the composition of the mixture.

Tabela 1. Stężenia 3-chloroplumbaginy (3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu) i nanocząstek srebra w mieszaninach w pożywce CA-MHB warunkujące efekt bakteriobójczy wobec szczepu referencyjnego P. aeruginosa ATCC 27853.Table 1. Concentrations of 3-chloroplumbagin (3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone) and silver nanoparticles in mixtures in CA-MHB medium determining the bactericidal effect against the reference strain P. aeruginosa ATCC 27853.

PL 243140 Β1PL 243140 B1

3 -chloroplumbagina (pg/mL) 3-chloroplumbagine (pg/mL) AgC10COOH (pg Ag/mL)AgC 10 COOH (pg Ag/mL) > 512 > 512 0 0 512 512 1 1 256 256 1 1 128 128 1 1 64 64 1 1 32 32 1 1 16 16 2 2 16 16 4 4 0 0 8 8

AgCioCOOH - nanocząstki srebra stabilizowane kwasem 11 -merkaptoundekanowym.AgCioCOOH - silver nanoparticles stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid.

Ag - jony srebra.Ag - silver ions.

Claims (4)

1. Mieszanina zawierająca srebro w postaci nanocząstek i 1,4-naftochinon, zawierająca działającą bakteriobójczo wobec Pseudomonas aeruginosa dawkę nanocząstek srebra oraz 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinonu przy czym 3-chloro-5-hydroksy-2-metylo-1,4-naftochinon jest w dawce równej lub większej niż 16 pg/mL, zaś nanocząstki srebra są w stężeniu równym lub większym niż 2 pg Ag/mL do zastosowania jako środek przeciwbakteryjny wobec P. aeruginosa, korzystnie do zastosowania na skórę lub rany.1. A mixture containing silver in the form of nanoparticles and 1,4-naphthoquinone, containing a bactericidal dose of silver nanoparticles and 3-chloro-5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, with 3-chloro-5- the hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone is at or greater than 16 pg/mL and the silver nanoparticles are at or greater than 2 pg Ag/mL for use as an antibacterial agent against P. aeruginosa, preferably for application to the skin or wounds. 2. Mieszanina do zastosowania według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm.2. The mixture for use according to claim The device of claim 1, characterized in that it comprises spherical silver nanoparticles with an average size of 5 nm. 3. Mieszanina do zastosowania według zastrz. 1-2, znamienna tym, że zawiera nanocząstki srebra stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym.3. The mixture for use according to claim 1-2, characterized in that it contains silver nanoparticles stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid. 4. Mieszanina do zastosowania według zastrz. 1-3 znamienna tym, że zawiera sferyczne nanocząstki srebra o średniej wielkości 5 nm stabilizowane kwasem 11-merkaptoundekanowym.4. The mixture for use according to claim 1-3, characterized in that it comprises spherical silver nanoparticles with an average size of 5 nm stabilized with 11-mercaptoundecanoic acid.
PL437226A 2021-03-07 2021-03-07 Mixture of 3-chloro-5-hydroxy-2-methylo-1,4-naphtoquinone and silver nanoparticles and application of the mixture as antibacterial agent for controlling Pseudomonas aeruginosa PL243140B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437226A PL243140B1 (en) 2021-03-07 2021-03-07 Mixture of 3-chloro-5-hydroxy-2-methylo-1,4-naphtoquinone and silver nanoparticles and application of the mixture as antibacterial agent for controlling Pseudomonas aeruginosa

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437226A PL243140B1 (en) 2021-03-07 2021-03-07 Mixture of 3-chloro-5-hydroxy-2-methylo-1,4-naphtoquinone and silver nanoparticles and application of the mixture as antibacterial agent for controlling Pseudomonas aeruginosa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL437226A1 PL437226A1 (en) 2022-01-10
PL243140B1 true PL243140B1 (en) 2023-07-03

Family

ID=80053750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL437226A PL243140B1 (en) 2021-03-07 2021-03-07 Mixture of 3-chloro-5-hydroxy-2-methylo-1,4-naphtoquinone and silver nanoparticles and application of the mixture as antibacterial agent for controlling Pseudomonas aeruginosa

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL243140B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL437226A1 (en) 2022-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Agreles et al. The role of essential oils in the inhibition of efflux pumps and reversion of bacterial resistance to antimicrobials
Yang et al. Low-dose blue light irradiation enhances the antimicrobial activities of curcumin against Propionibacterium acnes
do Vale et al. Chemical composition, antioxidant, antimicrobial and antibiofilm activities of Vitex gardneriana schauer leaves's essential oil
Kannappan et al. Hemidesmus indicus, a traditional medicinal plant, targets the adherence of multidrug-resistant pathogens to form biofilms
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
Dumlupinar et al. Synergic potential of Pelargonium endlicherianum Fenzl. Essential oil and antibiotic combinations against Klebsiella pneumoniae
Guo et al. Novel antimicrobial peptides modified with fluorinated sulfono-γ-AA having high stability and targeting multidrug-resistant bacteria infections
Bamunuarachchi et al. Inhibition of virulence factors and biofilm formation of Acinetobacter baumannii by naturally-derived and synthetic drugs
Rafya et al. Investigation of the high-order effect of Rosmarinus officinalis, Salvia officinalis, and Thymus satureioides essential oils with antibiotics on the membrane integrity of Salmonella typhi
Ngwaneu et al. Antibacterial and antibiotic-potentiation activity of Coffea arabica and six other Cameroonian edible plants against multidrug-resistant phenotypes
Yang et al. In vitro and in vivo enhancement effect of glabridin on the antibacterial activity of colistin, against multidrug resistant Escherichia coli strains
Zhu et al. Antimicrobial peptide MPX with broad-spectrum bactericidal activity promotes proper abscess formation and relieves skin inflammation
Rai et al. Broad-spectrum antimicrobial properties of linalool: Supporting its pharmacological use in chronic wound infections by pathogens within the ESKAPE group and polymicrobial biofilms
Biswas et al. Vitamin D3 potentiates antimicrobial and antibiofilm activities of streptomycin and thymoquinone against Pseudomonas aeruginosa
CN107073124B (en) Synergistic antimicrobial agent
PL243140B1 (en) Mixture of 3-chloro-5-hydroxy-2-methylo-1,4-naphtoquinone and silver nanoparticles and application of the mixture as antibacterial agent for controlling Pseudomonas aeruginosa
Tahri et al. Chemical investigation and biological valorization of two essential oils newly extracted from different parts of Drimia maritima
Rahman et al. Antibacterial and phytochemical properties of Aphanamixis polystachya essential oil
PL249260B1 (en) A mixture of 3,5-dihydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone and silver nanoparticles and the use of the mixture as an antibacterial agent to combat Pseudomonas aeruginosa
PL245017B1 (en) Mixture of naphthoquinone and silver and use of the mixture as antimicrobial agent for the control of Pseudomonas aeruginosa
PL242507B1 (en) Mixture of naphthoquinone and silver and use of the mixture as antimicrobial agent for the control of Pseudomonas aeruginosa
PL243941B1 (en) Antibacterial agent with antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa and its application
PL243213B1 (en) Mixture of naphthoquinone and silver and use of the mixture as an antibacterial agent for the control of Pseudomonas aeruginosa
PL245203B1 (en) Mixtures of 5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone and silver preparations for use as an antibacterial agent for combating Pseudomonas aeruginosa