Cerageninlerin Klinik Pseudomonas aeruginosa Suşlarına Karşı Antibakteriyel ve Antibiyofilm Aktiviteleri

Antibacterial and Antibiofilm Activities of Ceragenins against Pseudomonas aeruginosa Clinical Isolates

Abstract

Amaç: Pseudomonas aeruginosa, antibiyotiklere oldukça dirençli ve biyofilm oluşturma yeteneği nedeniyle hayatı tehdit eden enfeksiyonlara neden olabilmektedir. Antimikrobiyal peptidlerin aktivitelerini taklit eden cerageninler, P. aeruginosa’ya karşı da güçlü etki gösteren yeni umut verici ajanlardır. Çalışmamızın amacı, cerageninlerin P. aeruginosa suşlarına karşı antibakteriyel ve antibiyofilm aktivitelerini değerlendirerek, kolistin ve siprofloksasinle karşılaştırmaktır. Gereç ve Yöntemler: Yirmi beş P. aeruginosa suşunun biyofilm oluşturma özellikleri ve CSA-13, CSA-44, CSA-131, CSA-138, siprofloksasin ve kolistine karşı duyarlılıkları araştırılmış ve antimikrobiyal ajanların minimal inhibitör konsantrasyon (MİK) değerleri belirlenmiştir. Biyofilm çalışmaları için kuvvetli biyofilm oluşturan dört suş seçilerek, antimikrobiyal ajanların sesil MİK değerleri ve adezyon ve biyofilm oluşumuna etkileri araştırılmıştır. Bulgular: CSA-13, CSA-44, CSA-131, CSA-138, siprofloksasin ve kolistinin MİK50 (µg/mL) değerleri sırasıyla 8, 8, 8, 16, 1 ve 2, olarak bulunmuştur. Sesil MİK değerlerinin ise planktonik MİK değerlerinden daha büyük olduğu bulunmuştur. CSA-13, CSA-44 ve CSA-131’in, 4 saatlik inkübasyondan sonra, CSA-138, siprofloksasin ve kolistinin ise 1 saatlik inkübasyondan sonra biyofilme karşı daha etkili oldukları tespit edilmiştir. Adezyon inhibisyonu için kolistinin (%45’e kadar inhibisyon), biyofilm oluşumu inhibisyonu için ise yine kolistin, CSA-131 ve CSA-138’in (%90’a kadar inhibisyon) en etkili ajanlar oldukları tespit edilmiştir. Sonuç: Çalışmamızda CSA-131 ve CSA-138’in P. aeruginosa’nın biyofilmlerine karşı konvansiyonel antibiyotiklere alternatif olarak kullanılabileceği vurgulanmıştır.

Özet

Objectives: Pseudomonas aeruginosa can cause life-threatening infections that are difficult to treat due to its high resistance to antibiotics and itsability to form antibiotic tolerant biofilms. Ceragenins, designed to mimic the activities of antimicrobial peptides, represent a promising new groupof antibacterial agents that display potent anti-P. aeruginosa activity. The aim of this study was to evaluate the antibacterial and antibiofilm activitiesof ceragenins in comparison to colistin and ciprofloxacin against P. aeruginosa strains.Materials and Methods: Biofilm formation and determination of minimum inhibitory concentration (MIC) values of ceragenins (CSA-13, CSA-44,CSA-131, and CSA-138), ciprofloxacin, and colistin were evaluated against 25 P. aeruginosa isolates. Four good biofilm-producing strains werechosen for biofilm studies, and sessile MICs and inhibition of molecule adhesion and biofilm formation were evaluated.Results: The MIC50 (µg/mL) values of CSA-13, CSA-44, CSA-131, CSA-138, ciprofloxacin, and colistin were 8, 8, 8, 16, 1, and 2, respectively. Thesessile MICs for molecules were greater than planktonic MICs. CSA-13, CSA-44, and CSA-131 were more efficient after 4 h incubation while CSA138, ciprofloxacin and colistin were more efficient after 1 h incubation. The most efficient agent for inhibition of adhesion was colistin (up to 45%).CSA-131, CSA-138, and colistin were the most efficient agents for inhibition of biofilm formation (up to 90%).Conclusion: Our study highlights the potential of CSA-131 and CSA-138 as potential alternative agents to conventional antibiotics for the eradicationof biofilms of P. aeruginosa.