PL244425B1 - Antibacterial mixture with bactericidal effect for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus - Google Patents
Antibacterial mixture with bactericidal effect for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus Download PDFInfo
- Publication number
- PL244425B1 PL244425B1 PL433479A PL43347920A PL244425B1 PL 244425 B1 PL244425 B1 PL 244425B1 PL 433479 A PL433479 A PL 433479A PL 43347920 A PL43347920 A PL 43347920A PL 244425 B1 PL244425 B1 PL 244425B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mixture
- juglone
- silver nanoparticles
- staphylococcus aureus
- silver
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 title claims abstract description 31
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title abstract description 41
- KQPYUDDGWXQXHS-UHFFFAOYSA-N juglone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C2=C1C=CC=C2O KQPYUDDGWXQXHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 108
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- VYTBDSUNRJYVHL-UHFFFAOYSA-N beta-Hydrojuglone Natural products O=C1CCC(=O)C2=C1C=CC=C2O VYTBDSUNRJYVHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- -1 silver ions Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 20
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 229930192627 Naphthoquinone Natural products 0.000 description 23
- 150000002791 naphthoquinones Chemical class 0.000 description 22
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N ciprofloxacin Chemical compound C12=CC(N3CCNCC3)=C(F)C=C2C(=O)C(C(=O)O)=CN1C1CC1 MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 10
- 239000007621 bhi medium Substances 0.000 description 9
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- VCMMXZQDRFWYSE-UHFFFAOYSA-N plumbagin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(C)=CC(=O)C2=C1O VCMMXZQDRFWYSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- LHPOSZYLQOYNDN-UHFFFAOYSA-N 3-chloro-5-hydroxy-2-methylnaphthalene-1,4-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(C)=C(Cl)C(=O)C2=C1O LHPOSZYLQOYNDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- UWYHMGVUTGAWSP-JKIFEVAISA-N oxacillin Chemical compound N([C@@H]1C(N2[C@H](C(C)(C)S[C@@H]21)C(O)=O)=O)C(=O)C1=C(C)ON=C1C1=CC=CC=C1 UWYHMGVUTGAWSP-JKIFEVAISA-N 0.000 description 6
- 229960001019 oxacillin Drugs 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 5
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 5
- 229960003405 ciprofloxacin Drugs 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- 102000003712 Complement factor B Human genes 0.000 description 4
- 108090000056 Complement factor B Proteins 0.000 description 4
- WIQMWNKYSYJIQG-UHFFFAOYSA-N Juglon Natural products C1=CC(O)=C2C(=O)C(OC)=C(C)C(=O)C2=C1 WIQMWNKYSYJIQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 4
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMOIGGHUSNHCAB-UHFFFAOYSA-N Isoplumbagin Natural products C1=CC(O)=C2C(=O)C(C)=CC(=O)C2=C1 ZMOIGGHUSNHCAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001093 anti-cancer Effects 0.000 description 3
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 3
- ALPCEXCHMFUSAN-UHFFFAOYSA-N beta-Dihydroplumbagin Natural products C1=CC=C2C(=O)C(C)CC(=O)C2=C1O ALPCEXCHMFUSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N naphthoquinone group Chemical group C1(C=CC(C2=CC=CC=C12)=O)=O FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 150000000191 1,4-naphthoquinones Chemical class 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 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000184861 Juglans nigra Species 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 2
- 229940127089 cytotoxic agent Drugs 0.000 description 2
- 239000002254 cytotoxic agent Substances 0.000 description 2
- 231100000599 cytotoxic agent Toxicity 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 2
- 230000009044 synergistic interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 2
- 125000000182 1,4-naphthoquinonyl group Chemical group C1(C(=CC(C2=CC=CC=C12)=O)*)=O 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 241001494246 Daphnia magna Species 0.000 description 1
- 241000208699 Drosera binata Species 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 206010062904 Hormone-refractory prostate cancer Diseases 0.000 description 1
- 235000013740 Juglans nigra Nutrition 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 206010048038 Wound infection Diseases 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007059 acute toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000403 acute toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002141 anti-parasite Effects 0.000 description 1
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 239000003096 antiparasitic agent Substances 0.000 description 1
- 229940064004 antiseptic throat preparations Drugs 0.000 description 1
- 239000003212 astringent agent Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000005754 cellular signaling Effects 0.000 description 1
- 238000003115 checkerboard titration Methods 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 230000007665 chronic toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000160 chronic toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003145 cytotoxic factor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000002526 disodium citrate Substances 0.000 description 1
- 235000019262 disodium citrate Nutrition 0.000 description 1
- CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L disodium;2-(carboxymethyl)-2-hydroxybutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(C(=O)O)CC([O-])=O CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000007876 drug discovery Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000003308 immunostimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000035990 intercellular signaling Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical group 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004792 oxidative damage Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 229930193570 plumbagine Natural products 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000007320 rich medium Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 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
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- SLCWLLVFKQHEIN-UHFFFAOYSA-N trimethyl(11-sulfanylundecyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCCCCCCCCCS SLCWLLVFKQHEIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest mieszanina zawierająca juglon (5-hydroksy-1,4-naftochinon) i nanocząstki srebra do zastosowania jako środek antybakteryjny przeciwko Staphylococcus aureus. Przedmiotowa mieszanina charakteryzuje się tym, że jako źródło jonów srebra zawiera nanocząstki srebra metalicznego w efektywnej dawce bakteriobójczej i juglon w efektywnej dawce bakteriobójczej przy czym współczynnik synergii tych składników ma wartość poniżej 0,5.The subject of the application is a mixture containing juglone (5-hydroxy-1,4-naphthoquinone) and silver nanoparticles for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus. The mixture in question is characterized by the fact that as a source of silver ions it contains metallic silver nanoparticles in an effective bactericidal dose and juglone in an effective bactericidal dose, with the synergy coefficient of these ingredients having a value below 0.5.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Wynalazek dotyczy medycznego zastosowania celem zwalczania gronkowca złocistego w oparciu o synergistyczne połączenie dwóch czynników o właściwościach przeciwbakteryjnych w mieszaninie. Wynalazek dotyczy środka bakteriobójczego do zwalczania Staphylococcus aureus w postaci mieszaniny do przeciwdrobnoustrojowego zastosowania medycznego lub weterynaryjnego, zwłaszcza jako środek o działaniu przeciwbakteryjnym do stosowania na skórę lub rany.The invention concerns medical use to combat Staphylococcus aureus based on the synergistic combination of two agents with antibacterial properties in a mixture. The invention relates to a bactericidal agent for combating Staphylococcus aureus in the form of a mixture for antimicrobial medical or veterinary use, in particular as an antibacterial agent for application to skin or wounds.
Gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) należy do drobnoustrojów wywołujących groźne dla zdrowia i życia infekcje ludzi oraz zwierząt. Jednocześnie coraz częściej szczepy S. aureus charakteryzują się opornością na wiele leków stosowanych standardowo w antybiotykoterapii. Zjawisko antybiotykooporności wśród patogennych mikroorganizmów stanowi jeden z ważniejszych problemów ludzkości. Wiele lat badań naukowych i obserwacji tego zjawiska potwierdza, że tempo pojawiania się w środowisku drobnoustrojów charakteryzujących się opornością na substancje stosowane powszechnie w antybiotykoterapii jest niewspółmiernie wysokie w porównaniu do czasu niezbędnego do wprowadzenia nowych leków na rynek, co opisano m. in. w: Brown ED, Wright GD: Antibacterial drug discovery in the resistance era. Nature 2016, 529(7586):336-343. W związku z tym niezbędne jest ciągłe, intensywne poszukiwanie nowych możliwości terapeutycznych umożliwiających skuteczne zwalczanie patogennych mikroorganizmów w tym sposobów zwalczania S. aureus.Staphylococcus aureus is a microorganism that causes health and life-threatening infections in humans and animals. At the same time, S. aureus strains are increasingly resistant to many drugs standardly used in antibiotic therapy. The phenomenon of antibiotic resistance among pathogenic microorganisms is one of the most important problems for humanity. Many years of scientific research and observation of this phenomenon confirm that the rate of appearance in the environment of microorganisms that are resistant to substances commonly used in antibiotic therapy is disproportionately high compared to the time necessary to introduce new drugs to the market, as described, among others, in: Brown ED, Wright GD: Antibacterial drug discovery in the resistance era. Nature 2016, 529(7586):336-343. Therefore, it is necessary to constantly, intensively search for new therapeutic options enabling effective control of pathogenic microorganisms, including methods of combating S. aureus.
Juglon czyli 5-hydroksy-1,4-naftochinon, którego strukturę pokazano na Fig. 1 jest izolowany m.in. z tkanek roślin gatunku Juglans nigra. Jest związkiem organicznym należącym do grupy naftochinonów wykazujących szerokie spektrum aktywności biologicznej, m.in. właściwości przeciwdrobnoustrojowe, przeciwpasożytnicze czy przeciwnowotworowe, co opisano m.in. w: Ambrogi V, Artini D, Carneri ID, Castellino S, Dradi E, Logemann W, Meinardi G, Disomma M, Tosolini G, Vecchi E: Studies on Antibacterial and Antifungal Properties of 1,4-Naphthoquinones. Brit J Pharmacol 1970, 40(4); Babula P, Adam V, Havel L, Kizek R: Naphthoquinones and their pharmacological properties. Ceska Slov Farm 2007, 56(3): 114-120; Klotz LO, Hou X, Jacob C: 1,4-naphthoquinones: from oxidative damage to cellular and inter-cellular signaling. Molecules 2014, 19(9): 14902-14918; Aziz MH, Dreckschmidt NE, Verma AK: Plumbagin, a medicinal plant-derived naphthoquinone, is a novel inhibitor of the growth and invasion of hormone-refractory prostate cancer. Cancer Res 2008, 68(21):9024-9032. Ze względu na właściwości cytotoksyczne większość badań dotyczących związków z grupy naftochinonów skupia się na wykorzystaniu ich potencjału do zwalczania nowotworów (Wellington KW: Understanding cancer and the anticancer activities of naphthoquinones - a review. Rsc Advances 2015, 5(26):20309-20338) wykorzystując związki pochodzenia naturalnego (Widhalm JR, Rhodes D: Biosynthesis and molecular actions of specialized 1,4-naphthoquinone natural products produced by horticultural plants. Hortic Res 2016, 3:16046) lub ich syntetyczne pochodne (Pereyra CE, Dantas RF, Ferreira SB, Gomes LP, Silva-Jr FP: The diverse mechanisms and anticancer potential of naphthoquinones. Cancer Cell Int 2019, 19:207).Juglone, i.e. 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone, the structure of which is shown in Fig. 1, is isolated, among others, from tissues of plants of the species Juglans nigra. It is an organic compound belonging to the group of naphthoquinones exhibiting a wide spectrum of biological activity, including: antimicrobial, antiparasitic and anticancer properties, as described, among others, in: Ambrogi V, Artini D, Carneri ID, Castellino S, Dradi E, Logemann W, Meinardi G, Disomma M, Tosolini G, Vecchi E: Studies on Antibacterial and Antifungal Properties of 1,4-Naphthoquinones. Brit J Pharmacol 1970, 40(4); Babula P, Adam V, Havel L, Kizek R: Naphthoquinones and their pharmacological properties. Ceska Slov Farm 2007, 56(3): 114-120; Klotz LO, Hou X, Jacob C: 1,4-naphthoquinones: from oxidative damage to cellular and inter-cellular signaling. Molecules 2014, 19(9): 14902-14918; Aziz MH, Dreckschmidt NE, Verma AK: Plumbagin, a medicinal plant-derived naphthoquinone, is a novel inhibitor of the growth and invasion of hormone-refractory prostate cancer. Cancer Res 2008, 68(21):9024-9032. Due to their cytotoxic properties, most research on compounds from the naphthoquinones group focuses on using their potential to fight cancer (Wellington KW: Understanding cancer and the anticancer activities of naphthoquinones - a review. Rsc Advances 2015, 5(26):20309-20338) using compounds of natural origin (Widhalm JR, Rhodes D: Biosynthesis and molecular actions of specialized 1,4-naphthoquinone natural products produced by horticultural plants. Hortic Res 2016, 3:16046) or their synthetic derivatives (Pereyra CE, Dantas RF, Ferreira SB , Gomes LP, Silva-Jr FP: The diverse mechanisms and anticancer potential of naphthoquinones. Cancer Cell Int 2019, 19:207).
Nanocząstki srebra (nanostruktury srebra, AgNPs) to struktury metalicznego srebra wielkości od 1 do 100 nm o udowodnionym wysokim potencjale przeciwdrobnoustrojowym. AgNPs charakteryzują się znacząco zredukowaną toksycznością wobec komórek eukariotycznych i organizmów żywych (lub jej całkowitym brakiem) w porównaniu do soli srebra o zastosowaniu antyseptycznym (azotanu srebra, sulfadiazyny srebra) co wykazano m. in. w: Zhao C, Wang W: Comparison of acute and chronic toxicity of silver nanoparticles and silver nitrate to Daphnia magna. Environ Toxicol Chem 2011,30(4):885-892. Przykładem zastosowań nanostruktur srebra są przede wszystkim środki antyseptyczne, niemniej jednak ich aplikacja jest poddawana dyskusji ze względu na możliwe efekty uboczne wynikające z dużego stężenia srebra w produkcie.Silver nanoparticles (silver nanostructures, AgNPs) are metallic silver structures ranging in size from 1 to 100 nm with proven high antimicrobial potential. AgNPs are characterized by significantly reduced toxicity towards eukaryotic cells and living organisms (or its complete absence) compared to antiseptic silver salts (silver nitrate, silver sulfadiazine), which has been demonstrated, among others, in: Zhao C, Wang W: Comparison of acute and chronic toxicity of silver nanoparticles and silver nitrate to Daphnia magna. Environ Toxicol Chem 2011,30(4):885-892. Examples of applications of silver nanostructures are primarily antiseptics, however, their application is subject to discussion due to possible side effects resulting from the high concentration of silver in the product.
Znane jest synergistyczne połączenie nanocząstek srebra wyłącznie z wybranymi naftochinonami, tj. plumbaginą, ramentaceonem i 3-chloroplumbaginą oraz połączenie azotanu srebra z 3-chloroplumbaginą, co opisano w: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816.The synergistic combination of silver nanoparticles only with selected naphthoquinones, i.e. plumbagin, ramentaceon and 3-chloroplumbagin, and the combination of silver nitrate with 3-chloroplumbagin are known, as described in: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816.
Pomysł wykorzystania dwóch składników celem uzyskania zjawiska synergii srebra i związków z grupy 1,4-naftochinonów opisano w: Krychowiak M, Grinholc M, Banasiuk R, Krauze-Baranowska M, Głód D, Kawiak A, & Królicka A (2014). 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, 9(12), el 15727, i w: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, & Królicka A (2018). Silver nanoparticles combined with naphthoquinones as an effective synergistic strategy against Staphylococcus aureus. Frontiers in Pharmacology, 9, 816. Zjawisko synergistycznych oddziaływań dwóch czynników przeciwbakteryjnych nie jest powszechne, 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.The idea of using two ingredients to achieve the phenomenon of synergy of silver and compounds from the 1,4-naphthoquinone group was described in: Krychowiak M, Grinholc M, Banasiuk R, Krauze-Baranowska M, Głód D, Kawiak A, & Królicka A (2014). 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, 9(12), el 15727, and in: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, & Królicka A (2018). Silver nanoparticles combined with naphthoquinones as an effective synergistic strategy against Staphylococcus aureus. Frontiers in Pharmacology, 9, 816. The phenomenon of synergistic interactions of two antibacterial agents is not common, which has been repeatedly described in the literature, for example in: Odds FC (2003). Synergy, antagonism, and what the checkerboard puts between them. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 52(1), 1-1. In most cases of combinations of biologically active agents, no interactions occur or the interactions are insignificant, and thus the agents used in combination have the same activity as the agents used separately. As indicated, among others, in: Berenbaum M. C. (1978). A method for testing for synergy with any number of agents. Journal of Infectious Diseases, 137(2), 122-130, in the case of bactericidal agents, this means that the bactericidal effect is obtained when we use the entire bactericidal dose of the first factor or the entire bactericidal dose of the second factor and when we use a mixture where the first factor is reduced by half the bactericidal dose will be supplemented with the second factor, also at a bactericidal dose reduced by half, while further lowering the doses of both factors in the mixture will result in the abolition of the bactericidal effect of the mixture.
W WO0040269 opisano kompozycję służącą leczeniu chorych tkanek (ang. diseased tissues), tj. tkanek nowotworowych lub tkanek zakażonych bakteriami, grzybami, wirusami lub pierwotniakami, choć w głównej mierze opis zawiera informacje odnoszące się do tkanek nowotworowych. W opisie kompozycji wskazane jest wykorzystanie wybranych czynników z dwóch grup o odmiennym działaniu, a tym samym odmiennej roli w kompozycji, tj. czynnika z grupy czynników cytotoksycznych zabijających komórki bakteryjne, grzybowe, eukariotyczne i/lub wirusy oraz czynnika z grupy czynników immunostymulujących. Jako jeden z czynników cytotoksycznych wymieniane są czynniki zawierające srebro. Opisane wyniki jednak nie wskazują jakie właściwości mają czynniki zawierające srebro wymienione na liście czynników cytotoksycznych.WO0040269 describes a composition for the treatment of diseased tissues, i.e. cancerous tissues or tissues infected with bacteria, fungi, viruses or protozoa, although the description mainly contains information relating to cancerous tissues. In the description of the composition, it is advisable to use selected factors from two groups with different effects and, therefore, different roles in the composition, i.e. a factor from the group of cytotoxic factors that kill bacterial, fungal, eukaryotic cells and/or viruses and a factor from the group of immunostimulating factors. Agents containing silver are mentioned as one of the cytotoxic agents. However, the described results do not indicate what properties the silver-containing agents listed on the list of cytotoxic agents have.
W opisie WO2008080980 wskazano wykorzystanie w celu zapobiegania wylizywaniu lub drapaniu rany przez zwierzęta i jednocześnie jako kompozycję umożliwiającą gojenie ran kompozycji złożonej z szeregu możliwych do zastosowania substancji spośród dwóch grup jak grupa czynników odstraszających, czy powstrzymujących oraz grupa czynników antyseptycznych i wpływających na gojenie rany oraz czynników ściągających. Juglon wymieniany jest wśród potencjalnych składników o działaniu ściągającym (ang. astringent), co oznacza działanie polegające na denaturacji śluzu i białek na powierzchni błony śluzowej.The description WO2008080980 indicates the use to prevent animals from licking or scratching a wound and, at the same time, as a composition enabling wound healing, a composition consisting of a number of substances that can be used from two groups: a group of repellent or restraining factors and a group of antiseptic and wound healing factors and factors astringents. Juglone is listed among the potential ingredients with an astringent effect, which means that it denatures mucus and proteins on the surface of the mucous membrane.
Zgodnie z opisem CN102861102 opisano mieszaninę zawierającą wyłącznie nanosrebro, w mieszaninie z juglonem, gdzie w przykładach wskazuje się na nieoczekiwany bakteriobójczy efekt synergistyczny wobec Staphylococcus aureus. Opisano wykorzystanie nanosrebra w formie jonowego koloidu podawanego w formie spray’u. Mieszanina charakteryzuje się następującymi istotnymi parametrami: zawiera preparat nanosrebra oraz dodatki stabilizujące, regulujące ciśnienie osmotyczne i pH, środek zwilżający i środek spieniający oraz wodę dejonizowaną, a preparat nanosrebra charakteryzuje się zawartością nanocząstek wielkości od 1 do 100 nm. Mieszanina zawiera jeden lub kilka czynników spośród następujących: cytrynian dwusodowy, cytrynian trisodowy, glicyna, glicerol, glukoza, mannitol, glikol polietylenowy, etylenodiamina, kwas (etylenodiamino)tetraoctowy.According to the description CN102861102, a mixture containing only nanosilver in a mixture with juglone is described, where the examples indicate an unexpected bactericidal synergistic effect against Staphylococcus aureus. The use of nanosilver in the form of an ionic colloid administered in the form of a spray is described. The mixture is characterized by the following important parameters: it contains a nanosilver preparation and stabilizing additives that regulate osmotic pressure and pH, a wetting agent and a foaming agent, and deionized water, and the nanosilver preparation is characterized by the content of nanoparticles ranging in size from 1 to 100 nm. The mixture contains one or more of the following agents: disodium citrate, trisodium citrate, glycine, glycerol, glucose, mannitol, polyethylene glycol, ethylenediamine, (ethylenediamine)tetraacetic acid.
Jedną z metod zwiększania aktywności i zmniejszania efektywnej dawki AgNPs jest jednoczesne stosowanie z innymi substancjami wzmacniającymi ich działanie na drodze synergii, co było celem wynalazku. Wynalazek dotyczył opracowania wysoce efektywnej mieszaniny o właściwościach przeciwbakteryjnych na bazie połączenia wybranego naftochinonu z nanocząstkami srebra celem opracowania nowej metody zwalczania infekcji wywoływanych przez oporne na antybiotyki szczepy Staphylococcus aureus.One of the methods of increasing the activity and reducing the effective dose of AgNPs is simultaneous use with other substances that enhance their effect through synergy, which was the aim of the invention. The invention concerned the development of a highly effective mixture with antibacterial properties based on the combination of selected naphthoquinone with silver nanoparticles in order to develop a new method of combating infections caused by antibiotic-resistant strains of Staphylococcus aureus.
Opracowana metoda zwalczania gronkowca złocistego opiera się na wykorzystaniu mieszaniny zawierającej juglon oraz źródło jonów srebra w postaci nanocząstek srebra i dobraniu ich ilości aby uzyskać pożądany skutek antybakteryjny.The developed method of combating Staphylococcus aureus is based on the use of a mixture containing juglone and a source of silver ions in the form of silver nanoparticles and selecting their amount to obtain the desired antibacterial effect.
Według wynalazku opracowano mieszaninę juglonu oraz preparatu srebra jako środek antybakteryjny z zastrzeżeniem, że jako źródło srebra i jego jonów wykorzystano nanocząstki srebra, tj. według definicji struktury metalicznego srebra o wielkości od 1 do 100 nm, które w porównaniu do soli srebra nie wykazują toksyczności wobec komórek eukariotycznych co wykazano m. in. w: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816. Unikalny charakter wynalazku wynika zwłaszcza z faktu, że synergi styczne połączenie nanocząstek srebra z juglonem pozwala na znaczące obniżenie stężenia srebra w mieszaninie o więcej niż 80%, tj. 87,5%, i znamienną redukcję stężenie juglonu w mieszaninie o więcej niż 90%, tj. 97%, co zmniejsza koszty jej przygotowania.According to the invention, a mixture of juglone and a silver preparation was developed as an antibacterial agent, provided that silver nanoparticles were used as a source of silver and its ions, i.e. according to the definition of the structure of metallic silver with a size from 1 to 100 nm, which, compared to silver salts, do not show toxicity to eukaryotic cells, which has been demonstrated, among others, in: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816. The unique nature of the invention results in particular from the fact that the synergistic tangential combination of silver nanoparticles with juglone allows for a significant reduction in the concentration of silver in the mixture by more than 80%, i.e. 87.5%, and a significant reduction in the concentration of juglone in the mixture by more than 90%. i.e. 97%, which reduces the costs of its preparation.
Wynalazek stanowi mieszanina zawierająca juglon w postaci 5-hydroksy-1,4-naftochinon w minimalnym stężeniu 0,25 μg juglonu na 1 L mieszaniny i sferyczne nanocząstki srebra o średnicy około 5,5 nm, stabilizowane chlorkiem (11 merkaptoundecylo)-N,N,N-trimetyloamononiowym w minimalnym stężeniu wynoszącym 2 mg nanocząstek srebra w 1 L mieszaniny do zastosowania jako środek antybakteryjny przeciwko Staphylococcus aureus.The invention is a mixture containing juglone in the form of 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone at a minimum concentration of 0.25 μg of juglone per 1 L of the mixture and spherical silver nanoparticles with a diameter of approximately 5.5 nm, stabilized with (11 mercaptoundecyl)-N,N chloride. ,N-trimethylammonium at a minimum concentration of 2 mg of silver nanoparticles in 1 L of the mixture for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus.
Korzystnie, mieszanina jest w postaci roztworu lub zawiesiny.Preferably, the mixture is in the form of a solution or suspension.
Wynalazek stanowi środek do podania in vivo i in vitro.The invention provides a means for administration in vivo and in vitro.
Wynalazek przybliżono w przykładach wykonania. Na rysunku dodatkowo przedstawiono:The invention is described in embodiments. The drawing additionally shows:
Fig. 1. (A) wzór chemiczny juglonu (5-hydroksy-1,4-naftochinonu) oraz (B) zdjęcie nanocząstek srebra uzyskane z wykorzystaniem Transmisyjnej Mikroskopii Elektronowej; Fig. 2 porównanie efektywności działania bakteriobójczego mieszaniny juglonu i nanocząstek srebra oraz jej poszczególnych składników wobec referencyjnego szczepu gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus ATCC 25923);Fig. 1. (A) chemical formula of juglone (5-hydroxy-1,4-naphthoquinone) and (B) photo of silver nanoparticles obtained using Transmission Electron Microscopy; Fig. 2 - comparison of the effectiveness of the bactericidal effect of the mixture of juglone and silver nanoparticles and its individual components against the reference strain of Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus ATCC 25923);
Fig. 3 efektywność zwalczania wybranych szczepów gronkowca złocistego przez mieszaninę juglonu i nanocząstek srebra w porównaniu do stosowanych rutynowo antybiotyków.Fig. 3 - effectiveness of combating selected strains of Staphylococcus aureus by a mixture of juglone and silver nanoparticles compared to routinely used antibiotics.
Przykład 1Example 1
Ustalanie wartości współczynnika synergii FBCI (ang. Fractional Bactericidal Concentration Index) dla połączenia juglonu i nanocząstek srebra.Determining the value of the synergy coefficient FBCI (Fractional Bactericidal Concentration Index) for the combination of juglone and silver nanoparticles.
1. Sposób wykonania eksperymentów.1. How to perform the experiments.
W badaniach zastosowano komercyjnie dostępne czynniki przeciwbakteryjne tj. juglon izolowany z Juglans nigra (Sigma Aldrich) oraz preparaty sferycznych nanocząstek srebra - w tym akurat przykładzie o średnicy około 5,5 nm, stabilizowane chlorkiem (11 merkaptoundecylo)-N,N,N-trimetyloamononiowy (Prochimia Surfaces Sp. z o.o.). Działanie srebra wynika z obecności jonów srebra, a te będą wydzielane z nanocząstek czyli cząstek o wymiarach 1-100 nm, według wynalazku. Same nanocząstki stanowią w mieszaninie „nośnik” czynnika aktywnego, tj. jonów srebra.Commercially available antibacterial agents were used in the research, i.e. juglone isolated from Juglans nigra (Sigma Aldrich) and preparations of spherical silver nanoparticles - in this example with a diameter of about 5.5 nm, stabilized with (11 mercaptoundecyl)-N,N,N-trimethylammonium chloride (Prochimia Surfaces Sp. z o. o.). The effect of silver results from the presence of silver ions, which will be released from nanoparticles, i.e. particles with dimensions of 1-100 nm, according to the invention. The nanoparticles themselves constitute a "carrier" of the active factor in the mixture, i.e. silver ions.
W toku prowadzonych eksperymentów wykorzystywano następujące silnie skoncentrowane preparaty badanych czynników: i) preparat juglonu przygotowany poprzez rozpuszczenie 51,2 mg naftochinonu w 1 mL dimetylosulfotlenku, ii) przygotowany przez producenta preparat nanocząstek srebra zawieszonych w wodzie zawierający 2,56 mg srebra (mg Ag) w 1 mL. Eksperymenty wykonano na szczepie referencyjnym Staphylococcus aureus ATCC 25923 hodowanym w płynnym podłożu Mueller-Hinton suplementowanym kationami wapnia i magnezu (CA-MHB, Becton Dickinson).In the course of the experiments, the following highly concentrated preparations of the tested factors were used: i) juglone preparation prepared by dissolving 51.2 mg of naphthoquinone in 1 mL of dimethyl sulfoxide, ii) preparation of silver nanoparticles suspended in water, prepared by the manufacturer, containing 2.56 mg of silver (mg Ag) in 1 mL. The experiments were performed on the reference strain Staphylococcus aureus ATCC 25923 grown in liquid Mueller-Hinton medium supplemented with calcium and magnesium cations (CA-MHB, Becton Dickinson).
Aktywność przeciwbakteryjną juglonu, nanocząstek srebra oraz ich połączeń ustalano za pomocą metody mikrorozcieńczeń pożywki w 96-dołkowych płytkach mikrotestowych zgodnie z zaleceniami: Clinical Laboratory Standard Institute: Methods for Determining Bactericidal Activity of Antimicrobial Agents; Approved Guideline (CLSI document M26-A). W metodzie tej wyznaczane jest minimalne stężenie bakteriobójcze substancji (lub ich połączeń), tj. stężenie MBC (ang. Minimal Bactericidal Concentration ), rozumiane jako najniższe stężenie czynnika, które w ciągu 24 godzin redukuje początkową liczbę komórek bakteryjnych (JTK, tj. jednostek tworzących kolonie) obecnych w zawiesinie o 99,9%. Testowane czynniki badano w gradiencie stężeń powstałych poprzez seryjne dwukrotne rozcieńczenia: i) roztworów juglonu o stężeniu 512 μg/mL w pożywce CA-MHB przygotowywanych poprzez dodanie 0,01 mL silnie skoncentrowanego preparatu naftochinonu w dimetylosulfotlenku (51,2 mg/mL) do 0,99 mL pożywki lub ii) wyjściowych zawiesin nanocząstek srebra zawierających 512 μg Ag w 1 mL pożywki CAMHB przygotowywanych poprzez dodanie 0,2 mL silnie skoncentrowanego preparatu nanocząstek w wodzie (2,56 mg Ag/mL) do 0,8 mL pożywki. Do dołków w płytce mikrotestowej zawierających po 0,1 mL uprzednio przygotowanych roztworów lub zawiesin dodawano po 0,01 mL zawiesiny komórek bakteryjnych zawierającej około 2,5 x 104 JTK. Tak przygotowane płytki mikrotestowe inkubowano przez 24 godziny w temperaturze 37°C, a następnie zawartość dołków wysiewano na pożywkę CA-MHB zestaloną agarem i inkubowano kolejne 24 godziny w 37°C w celu zliczenia jednostek tworzących kolonie.The antibacterial activity of juglone, silver nanoparticles and their combinations was determined using the medium microdilution method in 96-well microtest plates in accordance with the recommendations of: Clinical Laboratory Standard Institute: Methods for Determining Bactericidal Activity of Antimicrobial Agents; Approved Guideline (CLSI document M26-A). In this method, the minimum bactericidal concentration of substances (or their combinations) is determined, i.e. MBC (Minimum Bactericidal Concentration), understood as the lowest concentration of the factor that reduces the initial number of bacterial cells (CFU, i.e. units forming the colonies) present in suspension by 99.9%. The tested factors were tested in a concentration gradient created by serial two-fold dilution of: i) juglone solutions with a concentration of 512 μg/mL in CA-MHB medium prepared by adding 0.01 mL of a highly concentrated preparation of naphthoquinone in dimethyl sulfoxide (51.2 mg/mL) to 0 .99 mL of medium or ii) stock silver nanoparticle suspensions containing 512 μg of Ag in 1 mL of CAMHB medium prepared by adding 0.2 mL of a highly concentrated nanoparticle preparation in water (2.56 mg Ag/mL) to 0.8 mL of medium. 0.01 mL of bacterial cell suspension containing approximately 2.5 x 104 CFU was added to the wells in the microtest plate containing 0.1 mL of previously prepared solutions or suspensions. The prepared microtest plates were incubated for 24 hours at 37°C, and then the contents of the wells were inoculated onto CA-MHB medium solidified with agar and incubated for another 24 hours at 37°C to count colony-forming units.
Aktywność bakteriobójczą połączeń juglonu i nanocząstek srebra zbadano za pomocą tzw. metody szachownicy (ang. Checkerboard Titration method) według metody opisanej w: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816. W metodzie tej stosuje się połączenie gradientów stężeń dwóch badanych czynników w zakresie od dwukrotności do stanowiącej jedną z 32 części ich stężeń MBC w celu wyznaczenia ich minimalnych stężeń bakteriobójczych w obecności drugiego czynnika, inaczej frakcyjnych stężeń bakteriobójczych, tj. FBC (z j. ang. Fractional Bactericidal Concentration). Na tej podstawie dla każdego z badanych połączeń można wyznaczyć współczynnik synergii FBCI według wzoru:The bactericidal activity of combinations of juglone and silver nanoparticles was tested using the so-called Checkerboard Titration method according to the method described in: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816. This method uses a combination of concentration gradients of two tested factors in the range from twice to one of 32 parts of their MBC concentrations in order to determine their minimum bactericidal concentrations in the presence of the second factor, i.e. fractional bactericidal concentrations, i.e. FBC (in English Fractional Bactericidal Concentration). On this basis, the FBCI synergy coefficient can be determined for each of the tested combinations according to the formula:
wspóiczynnik FBCI = FBCA + BBCb gdzie:FBCI = FBC A + BBC b where:
FBCa i BCCb to ułamki wyjściowego stężenia bakteriobójczego czynnika A i czynnika B (tzw. frakcyjne stężenia bakteriobójcze, z ang. Fractional Bactericidal Concentration) obliczane według wzorów:FBC a and BCC b are fractions of the initial concentration of bactericidal factor A and factor B (the so-called Fractional Bactericidal Concentration) calculated according to the formulas:
M BCa+b F BC= mbćT lubM BC a+b F BC = mbæT or
M BCb+a F BC= -MBĆT gdzie:M BC b+a F BC = -MBĆT where:
MBCa lub MBCb to wartości minimalnych stężeń bakteriobójczych odpowiednio czynnika A lub czynnika B,MBC a or MBC b are the values of the minimum bactericidal concentrations of factor A or factor B, respectively,
MBCa+b to wartość minimalnego stężenia bakteriobójczego czynnika A zastosowanego jednocześnie z czynnikiem B,MBC a+b is the value of the minimum bactericidal concentration of factor A used simultaneously with factor B,
MBCb+a to wartość minimalnego stężenia bakteriobójczego czynnika B zastosowanego jednocześnie z czynnikiem A.MBC b+a is the value of the minimum bactericidal concentration of factor B used simultaneously with factor A.
Wartość współczynnika FBCI równa bądź niższa niż 0,5 świadczy o synergistycznych oddziaływaniach dwóch badanych czynników. Co więcej, im niższa wartość współczynnika synergii, tym skuteczniejsze współdziałanie zastosowanych substancji, a tym samym silniejszy efekt bakteriobójczy wobec komórek patogenu.The value of the FBCI coefficient equal to or lower than 0.5 indicates the synergistic interactions of the two factors examined. Moreover, the lower the value of the synergy coefficient, the more effective the interaction of the substances used, and therefore the stronger the bactericidal effect against pathogen cells.
2. Wyniki2. Results
Rezultaty eksperymentów przeprowadzonych na szczepie referencyjnych Staphylococcus aureu s ATCC 25923 w kierunku ustalenia wartości współczynnika synergii (FBCI) dla połączenia juglonu i nanocząstek srebra przedstawiono w Tabeli 1. Jednocześnie uzyskane wyniki zestawiono z rezultatami analiz wykonanych tą samą metodą dla innych naftochinonów, które opublikowano w: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A:Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816. Wyniki znajdujące się w Tabeli 1 zaznaczone gwiazdką zostały przedstawione w powyższej publikacji Krychowiak i in. 2018 Front Pharmacol. Pokazano je w tabeli celem porównania działania wynalazku i innych mieszanin antybakteryjnych. Dane umieszczone w tabeli jednoznacznie wskazują na wyższą aktywność synergistycznego połączenia nanocząstek srebra i juglonu, względem połączeń nanocząstek srebra z innymi naftochinonami. Zastosowane jednocześnie nanocząstki srebra i juglon charakteryzuje najniższy spośród dotychczas zbadanych połączeń naftochinonów i nanostruktur współczynnik synergii (FBCI = 0,155). Podkreślić należy również fakt, że dzięki zjawisku synergii dochodzi do znaczącego obniżenia bakteriobójczych stężeń obu czynników do poziomu niższego niż w przypadku innych naftochinonów, tj. z 8 do 0,25 μg/mL (o 97%) redukowane jest stężenie bakteriobójcze juglonu, natomiast z 16 do 2 μg Ag/mL (o 87,5%) redukowane jest stężenie nanocząstek srebra.The results of experiments conducted on the reference strain Staphylococcus aureu s ATCC 25923 to determine the value of the synergy coefficient (FBCI) for the combination of juglone and silver nanoparticles are presented in Table 1. At the same time, the obtained results are compared with the results of analyzes performed using the same method for other naphthoquinones, which were published in: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816. The results marked with an asterisk in Table 1 were presented in the above publication by Krychowiak et al. 2018 Front Pharmacol. They are shown in the table to compare the effect of the invention and other antibacterial mixtures. The data in the table clearly indicate the higher activity of the synergistic combination of silver and juglone nanoparticles compared to the combination of silver nanoparticles with other naphthoquinones. The silver nanoparticles and juglone used simultaneously are characterized by the lowest synergy coefficient among the previously tested combinations of naphthoquinones and nanostructures (FBCI = 0.155). It should also be emphasized that thanks to the phenomenon of synergy, the bactericidal concentrations of both factors are significantly reduced to a level lower than in the case of other naphthoquinones, i.e. from 8 to 0.25 μg/mL (by 97%), the bactericidal concentration of juglone is reduced, while 16 to 2 μg Ag/mL (by 87.5%) reduces the concentration of silver nanoparticles.
Powyższe wyniki są potwierdzeniem najwyższej skuteczności mieszaniny juglonu i nanocząstek srebra w zwalczaniu gronkowca złocistego. Na ich podstawie wyznaczono efektywną dawkę bakteriobójczą mieszaniny składającą się z 0,25 μg/mL juglonu i nanocząstek srebra w stężeniu 2 μg Ag/mL.The above results confirm the highest effectiveness of the mixture of juglone and silver nanoparticles in combating Staphylococcus aureus. On their basis, the effective bactericidal dose of the mixture consisting of 0.25 μg/mL of juglone and silver nanoparticles at a concentration of 2 μg Ag/mL was determined.
PL 244425 Β1PL 244425 Β1
Tabela 1. Porównanie synergistycznego potencjału połączeń nanocząstek srebra oraz wybranych naftochinonów i juglonu.Table 1. Comparison of the synergistic potential of combinations of silver nanoparticles and selected naphthoquinones and juglone.
FBC - frakcyjne stężenie bakteriobójcze; NCH - naftochinon, AgNPs - nanocząstki srebra; Ag - jony srebra; Minimalne stężenia bakteriobójcze (tzw. MBC) poszczególnych czynników zastosowanych osobno: juglon - 8 pg/mL, plumbagina - 16 pg/mL, ramentaceon - 16 pg/mL, 3-chloroplumbagina - 8 pg/mL, droseron - 512 pg/mL, AgNPs - 16 pg Ag/mL.FBC - fractional bactericidal concentration; NCH - naphthoquinone, AgNPs - silver nanoparticles; Ag - silver ions; Minimum bactericidal concentrations (so-called MBC) of individual agents used separately: juglon - 8 pg/mL, plumbagine - 16 pg/mL, ramentaceon - 16 pg/mL, 3-chloroplumbagin - 8 pg/mL, droseron - 512 pg/mL, AgNPs - 16 pg Ag/mL.
* - dane opracowane na podstawie: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816.* - data based on: Krychowiak M, Kawiak A, Narajczyk M, Borowik A, Krolicka A: Silver Nanoparticles Combined With Naphthoquinones as an Effective Synergistic Strategy Against Staphylococcus aureus. Front Pharmacol 2018, 9:816.
Przykład 2Example 2
Efektywność zabijania komórek gronkowca złocistego przez mieszaninę juglonu i nanocząstek srebra.Efficiency of killing Staphylococcus aureus cells by a mixture of juglone and silver nanoparticles.
1. Sposób przygotowania eksperymentów.1. Method of preparing experiments.
Badania wykonano w celu ustalenia i zobrazowania efektywności synergistycznego bakteriobójczego działania mieszaniny juglonu i nanocząstek srebra. W procedurach wykorzystywano skoncentrowane roztwory juglonu (Sigma Aldrich) o stężeniu 51,2 mg/mL w dimetylosulfotlenku oraz zawiesiny nanocząstek srebra o stężeniu 2,56 mg Ag/mL w wodzie (Prochimia Surfaces Sp. z o.o.). Eksperymenty prowadzono wykorzystując hodowle szczepu referencyjnego Staphylococcus aureus ATCC 25923 w płynnym podłożu CA-MHB (Becton Dickinson).The research was carried out to determine and illustrate the effectiveness of the synergistic bactericidal effect of a mixture of juglone and silver nanoparticles. The procedures used concentrated solutions of juglone (Sigma Aldrich) with a concentration of 51.2 mg/mL in dimethyl sulfoxide and suspensions of silver nanoparticles with a concentration of 2.56 mg Ag/mL in water (Prochimia Surfaces Sp. z o. o.). The experiments were conducted using cultures of the reference strain Staphylococcus aureus ATCC 25923 in liquid CA-MHB medium (Becton Dickinson).
W jałowych probówkach przygotowywano następujące robocze preparaty badanych czynników:The following working preparations of the tested factors were prepared in sterile test tubes:
a) roztwór J1, tj. roztwór juglonu o stężeniu 0,05 mg/mL w jałowej wodzie dejonizowanej przygotowywany poprzez dodanie 9,8 pL skoncentrowanego roztworu juglonu o stężeniu 51,2 mg/mL w dimetylosulfotlenku do 9990,2 mL wody,a) solution J1, i.e. a solution of juglone with a concentration of 0.05 mg/mL in sterile deionized water prepared by adding 9.8 pL of a concentrated solution of juglone with a concentration of 51.2 mg/mL in dimethyl sulfoxide to 9990.2 mL of water,
b) mieszanina Ag1, tj. mieszanina nanocząstek srebra o stężeniu 0,4 mg/mL w jałowej wodzie dejonizowanej przygotowywany poprzez dodanie 1,5625 mL skoncentrowanej wodnej mieszaniny nanocząstek srebra o stężeniu 2,56 mg Ag/mL do 8,4375 mL wody.b) Ag1 mixture, i.e. a mixture of silver nanoparticles with a concentration of 0.4 mg/mL in sterile deionized water prepared by adding 1.5625 mL of a concentrated aqueous mixture of silver nanoparticles with a concentration of 2.56 mg Ag/mL to 8.4375 mL of water.
Następnie z roboczych preparatów pobierano po 10 pL mieszaniny i dodawano do probówek zawierających świeżą pożywkę CA-MHB w objętości 990 pL. Tak przygotowane mieszaniny badanych czynników w pożywce oznaczano jako roztwór J2 (0,5 pg/mL juglonu) oraz mieszaninę Ag2 (nanocząstki srebra w stężeniu odpowiadającym 4 pg Ag/mL). Roztwór J2 oraz mieszaninę Ag2 umieszczano w dołkach 96-dołkowej płytki mikrotestowej w objętościach 200 pL na dołek. Następnie wykorzystując jedną objętość roztworu J2 i jedną objętość mieszaniny Ag2 przygotowywano mieszaninę zawierającą 0,25 pg/mL juglonu i nanocząstki srebra w stężeniu 2 pg Ag/mL (mieszanina AgJ). Mieszaninę AgJ umieszczano również w płytce 96-dołkowej w objętości 200 pL na dołek. Na potrzeby przygotowania próby kontrolnej, tj. nie poddanej działaniu żadnego z badanych czynników, do dołków w płytce mikrotestowej dodawano po 200 pL pożywki CA-MHB.Then, 10 pL of the mixture was taken from the working preparations and added to test tubes containing fresh CA-MHB medium in a volume of 990 pL. The mixtures of tested factors in the medium prepared in this way were determined as J2 solution (0.5 pg/mL juglone) and Ag2 mixture (silver nanoparticles at a concentration corresponding to 4 pg Ag/mL). The J2 solution and the Ag2 mixture were placed in the wells of a 96-well microassay plate in volumes of 200 pL per well. Then, using one volume of the J2 solution and one volume of the Ag2 mixture, a mixture containing 0.25 pg/mL of juglone and silver nanoparticles at a concentration of 2 pg Ag/mL was prepared (AgJ mixture). The AgJ mixture was also placed in a 96-well plate at a volume of 200 pL per well. To prepare a control sample, i.e. one not exposed to any of the tested factors, 200 pL of CA-MHB medium was added to the wells in the microtest plate.
W dalszej kolejności do uprzednio przygotowanych dołków dodawano po 20 pL zawiesiny komórek bakteryjnych w pożywce CA-MHB zawierającej około 2,5 χ 106 JTK/mL. Zawiesinę przygotowywano za pomocą rozcieńczeń hodowli bakteryjnej w fazie wzrostu logarytmicznego uzyskanej w warunkach 37°C i ciągłego wytrząsania (150 rpm) doprowadzonej do gęstości optycznej równej 0,5 stopni w skali McFarlanda. Tak przygotowane płytki mikrotestowe inkubowano przez 24 godziny w 37°C bez wytrząNext, 20 pL of bacterial cell suspension in CA-MHB medium containing approximately 2.5 χ 10 6 CFU/mL was added to the previously prepared wells. The suspension was prepared by dilution of a bacterial culture in the logarithmic growth phase obtained at 37°C and continuous shaking (150 rpm) adjusted to an optical density of 0.5 degrees on the McFarland scale. The prepared microtest plates were incubated for 24 hours at 37°C without shaking
PL 244425 Β1 sania. Następnie zawartość dołków poddawano seryjnym 10-krotnym rozcieńczeniom i posiewom powierzchniowym na pożywkę CA-MHB zestaloną agarem w celu ustalenia liczby żywych komórek bakteryjnych w poszczególnych mieszaninach.PL 244425 Β1 sled. Then, the contents of the wells were subjected to serial 10-fold dilutions and surface inoculation on agar-solidified CA-MHB medium to determine the number of viable bacterial cells in individual mixtures.
2. Wyniki.2. Results.
Jak wskazują rezultaty analiz przedstawione na Fig. 2.wszystkie badane czynniki, tj. juglon (B), nanocząstki srebra (C) i ich mieszanina (D), zahamowały wzrost gronkowca złocistego w porównaniu do kontroli (A). Niemniej jednak, wyłącznie w przypadku mieszaniny juglonu i nanocząstek srebra osiągnięta została znacząca redukcja liczby komórek patogenu (Fig. 2, Tabela 2).As indicated by the analysis results presented in Fig. 2, all tested factors, i.e. juglone (B), silver nanoparticles (C) and their mixture (D), inhibited the growth of Staphylococcus aureus compared to the control (A). However, only in the case of the mixture of juglone and silver nanoparticles, a significant reduction in the number of pathogen cells was achieved (Fig. 2, Table 2).
Tabela 2. Porównanie efektywności bakteriobójczego działania juglonu (roztwór J2) i nanocząstek srebra (mieszanina Ag2) oraz ich synergistycznego połączenia (mieszanina AgJ).Table 2. Comparison of the effectiveness of the bactericidal effect of juglone (J2 solution) and silver nanoparticles (Ag2 mixture) and their synergistic combination (AgJ mixture).
JTK - jednostki tworzące kolonie; A, B, C, D - oznaczenia poszczególnych badanych prób odpowiadające oznaczeniom na Fig. 2; Ag - jony srebra; * - powyżej poziomu detekcji metody; ** - poniżej poziomu detekcji metody.JTK - units forming colonies; A, B, C, D - markings of individual tested samples corresponding to the markings in Fig. 2; Ag - silver ions; * - above the detection level of the method; ** - below the detection level of the method.
Mieszanina zawierająca 0,25 pg/mL juglon i nanocząstki srebra w stężeniu odpowiadającym 2 pg Ag/mL zredukowała wyjściową liczbę komórek bakteryjnych z ok. 5,4 logio (ok. 2,5 χ 105 JTK/mL) do mniej niż 1 logio (mniej niż 10 JTK/mL), tj. o więcej niż 4 logarytmy dziesiętne. Zarówno juglon, jak również nanocząstki srebra zastosowane w podwojonym w stosunku do mieszaniny AgJ stężeniu nie wykazały tak silnego efektu bakteriobójczego, redukując wyjściową liczbę komórek gronkowca złocistego o nie więcej niż 1,32 logarytmy dziesiętne.The mixture containing 0.25 pg/mL juglone and silver nanoparticles at a concentration corresponding to 2 pg Ag/mL reduced the initial number of bacterial cells from approximately 5.4 logs (approx. 2.5 χ 10 5 CFU/mL) to less than 1 log (less than 10 CFU/mL), i.e. by more than 4 decimal logarithms. Both juglone and silver nanoparticles used in twice the concentration of the AgJ mixture did not show such a strong bactericidal effect, reducing the initial number of Staphylococcus aureus cells by no more than 1.32 decimal logarithms.
Przykład 3Example 3
Porównani efektywności hamowania wzrostu wybranych izolatów klinicznych gronkowca złocistego przez mieszaninę juglonu i nanocząstek srebra oraz wybrane antybiotyki.Comparison of the effectiveness of inhibiting the growth of selected clinical isolates of Staphylococcus aureus by a mixture of juglone and silver nanoparticles and selected antibiotics.
1. Sposób przygotowania eksperymentów.1. Method of preparing experiments.
W badaniach użyto roztworów juglonu (Sigma Aldrich) o stężeniu 51,2 mg/mL w dimetylosulfotlenku, zawiesin nanocząstek srebra o stężeniu 2,56 mg Ag/mL w wodzie (Prochimia Surfaces Sp. z o.o.) oraz wodnych roztworach dwóch antybiotyków (Sigma Aldrich), tj. oksacyliny i ciprofloksacyny o stężeniu 0,1 mg/mL. Eksperymenty wykonywano z wykorzystaniem przygotowywanych w bogatym płynnym podłożu BHI (wyciąg mózgowo sercowy, ang. Brain-Heart Infusion; Becton Dickinson) hodowli szczepu referencyjnego Staphylococcus aureus ATCC 25923 oraz trzech klinicznych izolatów gronkowca złocistego (Szpital Wojewódzki, Gdańsk), tj. 614k, 56/AS i 6347.The research used solutions of juglone (Sigma Aldrich) with a concentration of 51.2 mg/mL in dimethyl sulfoxide, suspensions of silver nanoparticles with a concentration of 2.56 mg Ag/mL in water (Prochimia Surfaces Sp. z o. o.) and aqueous solutions of two antibiotics (Sigma Aldrich ), i.e. oxacillin and ciprofloxacin at a concentration of 0.1 mg/mL. The experiments were performed using cultures of the reference strain Staphylococcus aureus ATCC 25923 and three clinical isolates of Staphylococcus aureus (Provincial Hospital, Gdańsk), prepared in a rich liquid BHI medium (Provincial Hospital, Gdańsk), i.e. 614k, 56 /AS and 6347.
W jałowych probówkach przygotowywano następujące robocze roztwory i mieszaniny stosowanych w eksperymentach czynników:The following working solutions and mixtures of factors used in experiments were prepared in sterile test tubes:
a) roztwór J1, tj. roztwór juglonu o stężeniu 0,05 mg/mL w jałowej wodzie dejonizowanej przygotowywany poprzez dodanie 9,8 pL skoncentrowanego roztworu juglonu o stężeniu 51,2 mg/mL w dimetylosulfotlenku do 9990,2 mL wody,a) solution J1, i.e. a solution of juglone with a concentration of 0.05 mg/mL in sterile deionized water prepared by adding 9.8 pL of a concentrated solution of juglone with a concentration of 51.2 mg/mL in dimethyl sulfoxide to 9990.2 mL of water,
b) mieszanina Agi, tj. mieszanina nanocząstek srebra o stężeniu 0,4 mg/mL w jałowej wodzie dejonizowanej przygotowywany poprzez dodanie 1,5625 mL skoncentrowanej wodnej mieszaniny nanocząstek srebra o stężeniu 2,56 mg Ag/mL do 8,4375 mL wody,b) Agi mixture, i.e. a mixture of silver nanoparticles with a concentration of 0.4 mg/mL in sterile deionized water prepared by adding 1.5625 mL of a concentrated aqueous mixture of silver nanoparticles with a concentration of 2.56 mg Ag/mL to 8.4375 mL of water,
c) mieszanina AgJ, tj. mieszanina juglonu (0,25 μg/mL) i nanocząstek srebra (2 μg Ag/mL) w pożywce BHI przygotowana poprzez dodanie 5 μL roztworu J1 i 5 μL mieszaniny Agi do 990 μL pożywki BHI,c) AgJ mixture, i.e. a mixture of juglone (0.25 μg/mL) and silver nanoparticles (2 μg Ag/mL) in BHI medium prepared by adding 5 μL of J1 solution and 5 μL of Agi mixture to 990 μL of BHI medium,
d) roztwór OXA, tj. roztwór oksacyliny w pożywce BHI przygotowany poprzez zmieszanie 10 μL wodnego roztworu oksacyliny o stężeniu 0,1 mg/mL i 990 μL pożywki BHI,d) OXA solution, i.e. oxacillin solution in BHI medium prepared by mixing 10 μL of an aqueous solution of oxacillin with a concentration of 0.1 mg/mL and 990 μL of BHI medium,
e) roztwór CIP, tj. roztwór ciprofloksacyny w pożywce BHI przygotowany poprzez zmieszanie 10 μL wodnego roztworu ciprofloksacyny o stężeniu 0,1 mg/mL i 990 μL pożywki BHI.e) CIP solution, i.e. ciprofloxacin solution in BHI medium prepared by mixing 10 μL of 0.1 mg/mL aqueous ciprofloxacin solution and 990 μL of BHI medium.
Mieszaninę AgJ, roztwór OXA oraz roztwór CIP umieszczano w dołkach płytki 96-dołkowej w objętości 100 μL na dołek. Dołki stanowiące próbę kontrolną (K), tj. hodowle bakteryjne nie poddane działaniu żadnego z czynników, uzupełniano pożywką BHI w objętości 100 μL na dołek. Następnie do dołków nanoszono po 10 μL zawiesiny komórek bakteryjnych o gęstości optycznej równej 0,5 w skali McFarlanda w pożywce BHI zawierającej ok. 1 x 106 JTK. Przygotowane płytki 96-dołkowe umieszczano w komorze czytnika mikropłytek (Envision, Perkin Elmer) i inkubowano przez następne 24 godziny (37°C, 150 rpm) wykonując pomiar absorbancji przy długości fali 600 nm co 30 minut. Wzrost absorbancji w czasie oznacza wzrost zmętnienia zawartości dołków, a tym samym wskazuje na namnażanie się drobnoustrojów.The AgJ mixture, OXA solution, and CIP solution were placed in the wells of a 96-well plate in a volume of 100 μL per well. Control wells (K), i.e. bacterial cultures not exposed to any of the factors, were supplemented with BHI medium in a volume of 100 μL per well. Then, 10 μL of a bacterial cell suspension with an optical density of 0.5 on the McFarland scale in BHI medium containing approximately 1 x 10 6 CFU was added to the wells. The prepared 96-well plates were placed in a microplate reader chamber (Envision, Perkin Elmer) and incubated for the next 24 hours (37°C, 150 rpm) with absorbance measurements at 600 nm every 30 minutes. An increase in absorbance over time means an increase in the turbidity of the contents of the wells, and thus indicates the proliferation of microorganisms.
2. Wyniki2. Results
Uzyskane w toku przeprowadzonych eksperymentów wyniki pokazane na Fig. 3 potwierdzają silny potencjał przeciwbakteryjny mieszaniny juglonu i nanocząstek srebra wobec gronkowca złocistego. W badaniach wykorzystano szczepy i izolaty kliniczne wykazujące zróżnicowany profil wrażliwości na dwa antybiotyki istotne z punktu widzenia standardowej antybiotykoterapii. Tym samym wykorzystano szczep referencyjny wrażliwy na oksacylinę i ciprofloksacynę (Fig. 3A), dwa izolaty kliniczne oporne na oksacylinę i ciprofloksacynę (Fig. 3B i Fig. 3D) oraz szczep oporny wyłącznie na oksacylinę (Fig. 3C).The results obtained during the experiments shown in Fig. 3 confirm the strong antibacterial potential of the mixture of juglone and silver nanoparticles against Staphylococcus aureus. The studies used strains and clinical isolates showing different sensitivity profiles to two antibiotics important from the point of view of standard antibiotic therapy. Thus, a reference strain sensitive to oxacillin and ciprofloxacin (Fig. 3A), two clinical isolates resistant to oxacillin and ciprofloxacin (Fig. 3B and Fig. 3D), and a strain resistant only to oxacillin (Fig. 3C) were used.
Synergistyczne połączenie naftochinonu i nanostruktur zawierających srebro zahamowuje wzrost mikroorganizmów na co najmniej 15 godzin (Fig. 3A, Fig. 3B) lub na co najmniej 24 godziny (Fig. 3C, Fig. 3D). Oznacza to, że mieszanina ta jest w stanie całkowicie lub znacząco zahamować wzrost drobnoustrojów w warunkach bogatej pożywki niezależnie od szczepu bakteryjnego, jego pochodzenia oraz jego oporności na antybiotyki.The synergistic combination of naphthoquinone and silver-containing nanostructures inhibits the growth of microorganisms for at least 15 hours (Fig. 3A, Fig. 3B) or for at least 24 hours (Fig. 3C, Fig. 3D). This means that this mixture is able to completely or significantly inhibit the growth of microorganisms in a rich medium, regardless of the bacterial strain, its origin and its resistance to antibiotics.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL433479A PL244425B1 (en) | 2020-04-06 | 2020-04-06 | Antibacterial mixture with bactericidal effect for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL433479A PL244425B1 (en) | 2020-04-06 | 2020-04-06 | Antibacterial mixture with bactericidal effect for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL433479A1 PL433479A1 (en) | 2021-10-11 |
| PL244425B1 true PL244425B1 (en) | 2024-01-29 |
Family
ID=78057990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL433479A PL244425B1 (en) | 2020-04-06 | 2020-04-06 | Antibacterial mixture with bactericidal effect for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL244425B1 (en) |
-
2020
- 2020-04-06 PL PL433479A patent/PL244425B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL433479A1 (en) | 2021-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nabawy et al. | Dual antimicrobial-loaded biodegradable nanoemulsions for synergistic treatment of wound biofilms | |
| Zhang et al. | Iron-blocking antibacterial therapy with cationic heme-mimetic gallium porphyrin photosensitizer for combating antibiotic resistance and enhancing photodynamic antibacterial activity | |
| Yang et al. | Pterostilbene, a methoxylated resveratrol derivative, efficiently eradicates planktonic, biofilm, and intracellular MRSA by topical application | |
| Zubko et al. | Co-operative inhibitory effects of hydrogen peroxide and iodine against bacterial and yeast species | |
| Mizdal et al. | The antibacterial and anti-biofilm activity of gold-complexed sulfonamides against methicillin-resistant Staphylococcus aureus | |
| G R et al. | Advances and perspectives for antimicrobial peptide and combinatory therapies | |
| Han et al. | Synergy with farnesol rejuvenates colistin activity against Colistin-resistant Gram-negative bacteria in vitro and in vivo | |
| Salman | Evaluation and comparison the antibacterial activity of silver nano particles (AgNPs) and silver nitrate (AgNO3) on some pathogenic bacteria | |
| Lange et al. | Kali nska | |
| Zhao et al. | Copper ions induces ferroptosis in Staphylococcus aureus and promotes healing of MRSA-induced wound infections | |
| CN113577238B (en) | Application of Brazilian hematoxylin-potentiated polymyxin antibiotics in antibacterial effects on Escherichia coli | |
| Kher et al. | Effect of nanosulfur against multidrug-resistant Staphylococcus pseudintermedius and Pseudomonas aeruginosa | |
| Liu et al. | Synergistic antimicrobial efficacy of glabrol and colistin through micelle-based co-delivery against multidrug-resistant bacterial pathogens | |
| Hale et al. | Topical antibiofilm agents with potential utility in the treatment of chronic rhinosinusitis: a narrative review | |
| Lu et al. | Oregano oil and harmless blue light to synergistically inactivate multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa | |
| Mehdipour et al. | Formulation, characterization and co-delivery of curcuminrosemary loaded niosomes to enhance antimicrobial activity against staphylococcus aureus strains. | |
| Ji et al. | The antimicrobial property of JY-1, a complex mixture of Traditional Chinese Medicine, is linked to it abilities to suppress biofilm formation and disrupt membrane permeability | |
| Panthong et al. | Bactericidal Effect and Anti‐Inflammatory Activity of Cassia garettiana Heartwood Extract | |
| Biswas et al. | Vitamin D3 potentiates antimicrobial and antibiofilm activities of streptomycin and thymoquinone against Pseudomonas aeruginosa | |
| Shang et al. | Cur@ ZIF-8@ BA nanomaterials with pH-responsive and photodynamic therapy properties promotes antimicrobial activity | |
| Chen et al. | Bridging traditional Chinese medicine theory with advanced MOFs delivery for synergistic drug-resistant infected-chronic wound therapy | |
| PL244425B1 (en) | Antibacterial mixture with bactericidal effect for use as an antibacterial agent against Staphylococcus aureus | |
| EP2317998B1 (en) | Fulvic acid and antibiotic combination | |
| JP2023547727A (en) | Disinfectant composition for nasal administration | |
| Zou et al. | A synergistic antibacterial and anti-inflammatory dual-effect platform for the treatment of methicillin-resistant Staphylococcus aureus pneumonia |