ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2021, 70(5):172-178 | DOI: 10.5817/CSF2021-5-172

Antiadhezívna, antibiofilmová a disperzná aktivita biosurfaktantov izolovaných z Bacillus amyloliquefaciens 3/22

Karolína Englerová1,*, Radomíra Nemcová1, Zdenka Bedlovičová2, Eva Styková3
1 Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach
2 Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach, Katedra chémie, biochémie a biofyziky
3 Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach, Klinika koní

Cieľom práce bolo sledovanie potenciálnych antibiofilmových vlastností biosurfaktantov (BS) izolovaných z kmeňa Bacillus amyloliquefaciens 3/22 voči tvorbe biofilmu indikátorového kmeňa Staphylococcus aureus CCM 4223. V práci bol sledovaný účinok BS 3/22 na rast biofilmu počas spoločnej inkubácie, inhibícia adhézie biofilm tvoriacich buniek a disperzia biofilmu. BS 3/22 inhibovali tvorbu biofilmu, pričom sa jeho tvorba s rastúcou koncentráciou BS signifikantne (p < 0,05; p < 0,01; p < 0,001) znižovala. BS 3/22 preukázali aj antiadhezívnu aktivitu, ktorá korelovala s použitou koncentráciou. Detegovaný bol taktiež disperzný efekt izolovaných BS 3/22 na 24-hodinový biofilm S. aureus CCM 4223. BS 3/22 boli pri disperzii biofilmu účinné aj pri nižších koncentráciách v porovnaní s antiadhezívnou aktivitou a inhibíciou tvorby biofilmu.

Klíčová slova: biofilm; biosurfaktanty; inhibícia; disperzia

Antiadhesive, antibiofilm and dispersion activity of biosurfactants isolated from Bacillus amyloliquefaciens 3/22

The aim of this work was to monitor the potential antibiofilm properties of biosurfactants (BS) isolated from Bacillus amyloliquefaciens 3/22 against biofilm formation of the indicator strain Staphylococcus aureus CCM 4223. In this work, the effect of BS 3/22 on biofilm growth during co-incubation, inhibition of biofilm-forming cell adhesion and biofilm dispersion was studied. BS 3/22 inhibited biofilm formation, with its formation decreasing significantly (p < 0.05; p < 0.01; p < 0.001) with increasing BS 3/22 concentration. BS 3/22 also showed antiadhesive activity, which correlated with the concentration used. The dispersing effect of isolated BS 3/22 on a 24-hour biofilm was also detected. BS 3/22 were effective in biofilm dispersion even at lower concentrations compared to antiadhesive activity and inhibition of biofilm formation.

Keywords: inhibition; biofilm; biosurfactants; dispersion
Grants and funding:

Práca vznikla za podpory Agentúry na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-15-0377 a č. APVV-16-0203 a projektu Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky VEGA 1/0081/17.

Vloženo: 21. červen 2021; Přijato: 6. září 2021; Zveřejněno: 1. květen 2021  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Englerová K, Nemcová R, Bedlovičová Z, Styková E. Antiadhezívna, antibiofilmová a disperzná aktivita biosurfaktantov izolovaných z Bacillus amyloliquefaciens 3/22. Čes. slov. farm. 2021;70(5):172-178. doi: 10.5817/CSF2021-5-172.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Kim B. S., Kim J. Y. Optimization Using 3 3 Full-Factorial Design for Crude Biosurfactant Activity from Bacillus pumilus IJ-1 in Submerged Fermentation. Microbiol. Biotechnol. Lett. 2020; 48(1), 48-56. Přejít k původnímu zdroji...
    2. Mehjabin J. J., et al. Biosurfactants from Marine Cyanobacteria Collected in Sabah, Malaysia. J. Nat. Prod. 2020; 83(6), 1925-1930. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Shekhar S., Sundaramanickam A., Balasubramanian T. Biosurfactant producing microbes and their potential applications: a review. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2014; 45, 1522-1554. Přejít k původnímu zdroji...
    4. Kourmentza K., Gromada X., Michael N., et al. Antimicrobial activity of lipopeptide biosurfactants against foodborne pathogen and food spoilage microorganisms and their cytotoxicity. Front. Microbiol. 2021; 11, 3398. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Nazareth T. C., Zanutto C. P., Tripathi L., et al. The use of low-cost brewery waste product for the production of surfactin as a natural microbial biocide. Biotechnol. Rep. 2020; 28, e00537. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Abdollahi S., Tofighi Z., Babaee T., et al. Evaluation of Anti-oxidant and Anti-biofilm Activities of Biogenic Surfactants Derived from Bacillus amyloliquefaciens and Pseudomonas aeruginosa. Iran. J. Pharm. Sci. 2020; 19(2), 115.
    7. Tahaei S. A. S., Stájer A., Barrak I., et al. Correlation between biofilm-formation and the antibiotic resistant phenotype in Staphylococcus aureus isolates: a Laboratory- Based Study in Hungary and a review of the literature. Infect. Drug Resist. 2021; 14, 1155. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Meena K. R., Kanwar S. S. Lipopeptides as the antifungal and antibacterial agents: applications in food safety and therapeutics. Biomed. Res. Int. 2015; 2015, 1-15. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Merghni A., Dallel I., Noumi E., et al. Antioxidant and antiproliferative potential of biosurfactants isolated from Lactobacillus casei and their antibiofilm effect in oral Staphylococcus aureus strains. Microb. Pathog. 2017; 104, 84-89. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Fiľková A. Štúdium účinku prospešných mikroorganizmov na inhibíciu biofilm tvoriacich patogénov. Diplomová práca. Košice: UVLF 2021.
    11. Englerová K., Nemcová R., Maďar M., et al. Morské baktérie rodu Bacillus - prirodzení producenti lipopeptidových biosurfaktantov. In: Seminár doktorandov venovaný pamiatke akademika Boďu. Vedecké práce doktorandov 2019: zborník zo seminára doktorandov venovaného pamiatke akademika Boďu. 1. vydanie. Košice: Slovenská akadémia vied, Centrum biovied 2019; 17-19.
    12. Płaza G., Chojniak J., Rudnicka K., et al. Detection of biosurfactants in Bacillus species: Genes and products identification. J. Appl. Microbiol. 2015; 119, 1023- 1034. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. O'Toole G. A., Pratt L. A., Watnick P. I., et al. Genetic approaches to study of biofilms. In: Methods in enzymology. Elsevier 1999; 91-109. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Madhu A. N., Prapulla, S. G. Evaluation and functional characterization of a biosurfactant produced by Lactobacillus plantarum CFR 2194. Appl. Biochem. Biotechnol. 2014; 172(4), 1777-1789. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. e Silva S. S., Carvalho J. W. P., Aires C. P., et al. Disruption of Staphylococcus aureus biofilms using rhamnolipid biosurfactants. Int. J. Dairy Sci. 2017; 100(10), 7864-7873. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Cochrane S. A., Vederas J. C. Lipopeptides from Bacillus and Paenibacillus spp.: a gold mine of antibiotic candidates. Med. Res. Rev. 2016; 36(1), 4-31. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Landman D., Georgescu C., Martin D. A., et al. Polymyxins revisited. Clin. Microbiol. Rev. 2008; 21, 449-465. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Vater J., Kablitz B., Wilde C., et al. Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry of lipopeptide biosurfactants in whole cells and culture filtrates of Bacillus subtilis C-1 isolated from petroleum sludge. Appl. Environ. Microbiol. 2002; 68, 6210-6219. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Naruse N., Tenmyo O., Kobaru S., et al. Pumilacidin, a complex of new antiviral antibiotics. Production, isolation, chemical properties, structure and biological activity. J. Antibiot. 1990; 43, 267-280. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Grangemard I., Wallach J., Maget-Dana R., et al. Lichenysin: A more efficient cation chelator than surfactin. Appl. Biochem. Biotechnol. 2001; 90, 199-210. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Saini H. S., Barragán-Huerta B. E., Lebrón-Paler A., et al. Efficient purification of the biosurfactant viscosin from Pseudomonas libanensis strain M9-3 and its physicochemical and biological properties. J. Nat. Prod. 2008; 71, 1011-1015. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Benincasa M., Abalos A., Oliveira I., et al. Chemical structure, surface properties and biological activities of the biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa LBI from soapstock. Antonie Van Leeuwenhoek 2004; 85, 1-8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Díaz De Rienzo M. A., Banat I. M., Dolman B., et al. Sophorolipid biosurfactants: Possible uses as antibacterial and antibiofilm agent. New Biotechnol. 2015; 32, 720-726. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Kitamoto D., Yanagishita H., Shinbo T., et al. Surface active properties and antimicrobial activities of mannosylerythritol lipids as biosurfactants produced by Candida antarctica. J. Biotechnol. 1993; 29, 91-96. Přejít k původnímu zdroji...
    25. Abdelli F., Jardak M., Elloumi J., et al. Antibacterial, anti-adherent and cytotoxic activities of surfactin(s) from a lipolytic strain Bacillus safensis F4. Biodegradation 2019; 30, 287-300. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Moryl M., Spętana M., Dziubek K., et al. Antimicrobial, antiadhesive and antibiofilm potential of lipopeptides synthesised by Bacillus subtilis, on uropathogenic bacteria. Acta Biochim. Pol. 2015; 62(4). Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Liu J., Li W., Zhu X., et al. Surfactin effectively inhibits Staphylococcus aureus adhesion and biofilm formation on surfaces. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019; 103, 4565-4574. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Ahimou F., Jacques P., Deleu M. Surfactin and iturin A effects on Bacillus subtilis surface hydrophobicity. Enzyme Microb. Technol. 2000; 27(10), 749-754. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Janek T., Łukaszewicz M., Krasowska A. Antiadhesive activity of the biosurfactant pseudofactin II secreted by the Arctic bacterium Pseudomonas fluorescens BD5. BMC Microbiol. 2012; 12(1), 1-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. de Araujo L. V., Guimarães C. R., e Silva S,S, Marquita R. L., et al. Rhamnolipid and surfactin: Anti-adhesion/ antibiofilm and antimicrobial effects. Food Control 2016; 63, 171-178. Přejít k původnímu zdroji...
    31. Giri S. S., Ryu E. C., Sukumaran V., et al. Antioxidant, antibacterial, and anti-adhesive activities of biosurfactants isolated from Bacillus strains. Microb. Pathog. 2019; 132, 66-72. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Meena K. R., Sharma A., Kanwar S. S. Antitumoral and antimicrobial activity of surfactin extracted from Bacillus subtilis KLP2015. Int. J. Pept. Res. Ther. 2020; 26(1), 423-433. Přejít k původnímu zdroji...
    33. Díaz De Rienzo M. A., Stevenson P. S., Marchant R., et al. Pseudomonas aeruginosa biofilm disruption using microbial surfactants. J. Appl. Microbiol. 2016; 120(4), 868-876. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Araujo L. V. D., Freire D. M. G., Nitschke M. Biossurfactantes: propriedades anticorrosivas, antibiofilmes e antimicrobianas. Quim. Nova 2013; 36(6), 848-858. Přejít k původnímu zdroji...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.