Dergiler / ANKEM Dergisi / 2024 / Cilt: 38 Sayı: 3

VANKOMİSİN DİRENÇLİ ENTEROCOCCUS FAECALIS İZOLATLARI ÜZERİNDE KATYONİK STEROİD ANTİBİYOTİK CSA-44’ÜN ANTİMİKROBİYAL VE ANTİBİYOFİLM AKTİVİTESİNİN İNCELENMESİ

Investigation of the Antimicrobial and Antibiofilm Activity of the Cationic Steroid Antibiotic CSA-44 on Vancomycin-Resistant Enterococcus faecalis Isolates

Yamaç Tekintaş(İZMİR KATİP ÇELEBİ ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-9437-7527
İsmail Öztürk(İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Eczacılık Fakültesi)0000-0002-2669-3090
Aybala Temel(İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Eczacılık Fakültesi)0000-0003-1549-7219
Süreyya Gül Yurtsever(IZMIR KATIP CELEBI UNIVERSITY)0000-0002-4421-230X
Mine Hoşgör Limoncu(EGE ÜNİVERSİTESİ, ECZACILIK FAKÜLTESİ)0000-0002-4892-8639
Sayfa
112–121
Yayın Tarihi
2024-12-31
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Katyonik steroid antibiyotiklerin, dirençli E. faecalis izolatları üzerinde etkili olabileceği bu çalışma tarafından gösterdiğinden, toksikolojik ve farmakodinamik özellikleri inceleyen yeni çalışmaların yapılması uygun olacaktır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüz kliniklerinde oldukça korkulan bir etken olmaya başlayan Enterococcus faecalis, bu özelliklerini gösterdikleri yüksek antibiyotik direncine borçludur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, yeni katyonik peptid türevi bir molekül olan CSA-44’ün E. faecalis izolatlarına karşı antibakteriyel ve antibiyofilm etkilerinin araştırılması amaçlandı.
💡
Sonuç & Katkı:Katyonik steroid antibiyotiklerin, dirençli E. faecalis izolatları üzerinde etkili olabileceği bu çalışma tarafından gösterdiğinden, toksikolojik ve farmakodinamik özellikleri inceleyen yeni çalışmaların yapılması uygun olacaktır.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:antibiyofilm · CSA-44 · Enterococcus faecalis

Özet

Günümüz kliniklerinde oldukça korkulan bir etken olmaya başlayan Enterococcus faecalis, bu özelliklerini gösterdikleri yüksek antibiyotik direncine borçludur. Ağır antibiyotik stresine maruz kalmalarına rağmen bu direnç özellikleri sayesinde yaşamlarına devam ederek sağaltımı zor enfeksiyonlara neden olmaktadırlar. Sefalosporinler, penisilinler ve trimetoprim/sülfametoksazol gibi oldukça sık ve yaygın kullanılan moleküllere karşı doğal ve kazanılmış direnç gösterebilmesine ek olarak glikopeptitlere karşı ortaya çıkan kazanılmış direnç tedaviyi giderek zorlaşmasına neden olmaktadır. Son seçenek olarak kullanılabilecek vankomisine karşı görülen direncin son yıllarda giderek arttığı rapor edilmiştir. Yaşanan bu krizin aşılmasında antibiyotiklere alternatif olabilecek tüm metotların denenmesi bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu çalışmada, yeni katyonik peptid türevi bir molekül olan CSA-44’ün E. faecalis izolatlarına karşı antibakteriyel ve antibiyofilm etkilerinin araştırılması amaçlandı. Bu bakterilerin antimikrobiyal duyarlılıkları otomatize sistemle belirlenerek EUCAST kriterleri doğrultusunda değerlendirildi. Daha sonra seragenin CSA-44 minimum inhibe edici konsantrasyon (MİK) değerleri sıvı mikrodilüsyon metoduyla saptandı. Molekülün zamana bağlı öldürme kinetikleri tespit edildi. CSA-44’ün antibiyofilm aktivitesi kristal viyole metoduyla saptandı. Biyofilme olan etkinlik ayrıca taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) görüntülendi. CSA-44’ün MİK değerleri 2-4 µg/mL aralığında saptandı. MİK dozları uygulandığında CSA-44’ün bakteri biyofilmlerini izolata bağlı olarak %50’ye varan oranlarda inhibe ettiği belirlendi. Moleküllerin 2MİK ve MİK konsantrasyonlarında uygulandığında 3-6 saat aralığında bakterisidal etkinlik gösterdiği gözlendi. Ancak, MİK konsantrasyonlarda inkübasyon uzadığında yeniden bakteri miktarında artış olduğu saptandı. Molekülün bakteriyel biyofilmi inhibe ettiği ve membranda hasara neden olduğu SEM ile görüntülendi. Katyonik steroid antibiyotiklerin, dirençli E. faecalis izolatları üzerinde etkili olabileceği bu çalışma tarafından gösterdiğinden, toksikolojik ve farmakodinamik özellikleri inceleyen yeni çalışmaların yapılması uygun olacaktır.

Abstract

Enterococcus faecalis, which has emerged as a highly feared agent in present day’s clinics, possesses these attributes as a result of its high-level antibiotic resistance. Despite being exposed to significant antibiotic stress, they persist in their existence as a result of these resistance characteristics, leading to infections that are challenging to treat. In addition to the ability to display natural and acquired resistance to common and widely used molecules such as cephalosporins, penicillins, and trimethoprim/sulfamethoxazole, the acquired resistance to glycopeptides makes treatment increasingly challenging. In recent years, there has been a gradual increase in the resistance to vancomycin molecules, which can be employed as a last resort. It has become essential to explore all potential alternatives to antibiotics in order to resolve this crisis. In this study, it was aimed to investigate the antibacterial and antibiofilm effects of CSA-44, a new cationic peptide derivative molecule, against E. faecalis isolates. Antimicrobial susceptibilities of these bacteria were determined with an automated system and evaluated in accordance with EUCAST criteria. Subsequently, minimum inhibitory concentration (MIC) values of ceragenin CSA-44 were determined by broth microdilution method. The time-kill kinetics of the molecule were determined. Antibiofilm activity of CSA-44 was determined by crystal violet method. The antibiofilm activity, was also imaged with scanning electron microscopy (SEM). CSA-44 MIC values were found in the range 2-4 µg/mL. When MIC doses were administered, it was determined that CSA-44 inhibited bacterial biofilms by up to 50% depending on the isolate. The molecules exhibited bactericidal activity during the 3-6-hour period when applied at 2MIC and MIC concentrations. However, at MIC concentrations, the quantity of bacteria increased again as the incubation time prolonged. It was imaged with SEM that the molecule inhibits the bacterial biofilm and causes damage to the membrane. Since this study shows that cationic steroid antibiotics can be effective on resistant E. faecalis isolates, it would be appropriate to conduct new studies examining the toxicological and pharmacodynamic properties.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Tekintaş, Y., Öztürk, İ., Temel, A., Yurtsever, S. G., Limoncu, M. H. (2024). VANKOMİSİN DİRENÇLİ ENTEROCOCCUS FAECALIS İZOLATLARI ÜZERİNDE KATYONİK STEROİD ANTİBİYOTİK CSA-44’ÜN ANTİMİKROBİYAL VE ANTİBİYOFİLM AKTİVİTESİNİN İNCELENMESİ. ANKEM Dergisi, Cilt: 38 Sayı: 3, 112–121. https://doi.org/10.54962/ankemderg.1533332

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (31)

  1. Alaoui Mdarhri AH, Benmessaoud R, Yacoubi H, Seffar L, Guennouni Assimi H, Hamam M et al. Alternatives Therapeutic Approaches to Conventional Antibiotics: Advantages, Limitations and Potential Application in Medicine. Antibiotics (Basel). 2022;11(12):1826. https://doi.org/10.3390/antibiotics11121826.
  2. Bahar AA, Ren D. Antimicrobial peptides. Pharmaceuticals (Basel). 2013;6(12):1543-75. https://doi.org/10.3390/ph6121543.
  3. Bozkurt-Guzel C, Savage PB, Akcali A, Ozbek-Celik B. Potential synergy activity of the novel ceragenin, CSA-13, against carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii strains isolated from bacteremia patients. Biomed Res Int. 2014;2014:710273. https://doi.org/10.1155/2014/710273
  4. Brinkwirth S, Ayobami O, Eckmanns T, Markwart R. Hospital-acquired infections caused by enterococci: a systematic review and meta-analysis, WHO European Region, 1 January 2010 to 4 February 2020. Euro Surveill. 2021;26(45):2001628. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2021.26.45.2001628
  5. Czarnowski M, Słowińska M, Sawieljew M, Wnorowska U, Daniluk T, Król G et al. Efficacy of Ceragenins in Controlling the Growth of Oral Microorganisms: Implications for Oral Hygiene Management. Pharmaceuticals. 2024;17(2):204. https://doi.org/10.3390/ph17020204
  6. Epand RF, Pollard JE, Wright JO, Savage PB, Epand RM. Depolarization, bacterial membrane composition, and the antimicrobial action of ceragenins. Antimicrob Agents Chemother. 2010;54(9):3708-13. https://doi.org/10.1128/AAC.00380-10
  7. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 9.0, 2019. http://www.eucast.org.
  8. Gambello MJ, Iglewski BH. Cloning and characterization of the Pseudomonas aeruginosa lasR gene, a transcriptional activator of elastase expression. J Bacteriol. 1991;173(9):3000-09. https://doi.org/10.1128/jb.173.9.3000-3009.1991
  9. Greco I, Emborg AP, Jana B, Molchanova N, Oddo A, Damborg P et al. Characterization, mechanism of action and optimization of activity of a novel peptide-peptoid hybrid against bacterial pathogens involved in canine skin infections. Sci Rep. 2019; 9:3679. https://doi.org/10.1038/s41598-019-39042-3
  10. Hacioglu M, Yilmaz FN, Oyardi O, Bozkurt Guzel C, Inan N, Savage PB et al. Antimicrobial Activity of Ceragenins against Vancomycin-Susceptible and -Resistant Enterococcus spp. Pharmaceuticals. 2023;16(12):1643. https://doi.org/10.3390/ph16121643
  11. Høiby N, Ciofu O, Bjarnsholt T. Pseudomonas aeruginosa biofilms in cystic fibrosis. Future Microbiol. 2010;5(11):1663-74. https://doi.org/10.2217/fmb.10.125
  12. Huan Y, Kong Q, Mou H and Yi H. Antimicrobial Peptides: Classification, Design, Application and Research Progress in Multiple Fields. Front Microbiol. 2020;11:582779. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.582779
  13. Kahraman Vatansever S, Tekintas Y, Cilli FF, Hosgor Limoncu M. Effect of Predator Bacteria Bdellovibrio bacteriovorus on Clinical Pathogens and Biofilms. Indian J Microbiol. 2023;63:139-45. https://doi.org/10.1007/s12088-023-01071-y
  14. Karasiński M, Wnorowska U, Durnaś B, Król G, Daniluk T, Skłodowski K et al. Ceragenins and Ceragenin-Based Core-Shell Nanosystems as New Antibacterial Agents against Gram-Negative Rods Causing Nosocomial Infections. Pathogens. 2023;12(11):1346. https://doi.org/10.3390/pathogens12111346.
  15. Lai XZ, Feng Y, Pollard J, Chin JN, Rybak MJ, Bucki R et al. Ceragenins: cholic acid-based mimics of antimicrobial peptides. Acc Chem Res. 2008;41(10):1233-40. https://doi.org/10.1021/ar700270t
  16. Li C, Lewis MR, Gilbert AB, Noel MD, Scoville DH, Allman GW et al. Antimicrobial activities of amine- and guanidine-functionalized cholic acid derivatives. Antimicrob Agents Chemother. 1999;43(6):1347-9. https://doi.org/10.1128/AAC.43.6.1347
  17. Marothi YA, Agnihotri H, Dubey D. Enterecoccal resistance-Overview. Ind Journal of medical Microbiology. Indian J Med Microbiol. 2005;23(4),214-9. https://doi.org/10.1016/S0255-0857(21)02524-X
  18. Oyardı O, Savage PB, Akcalı A, Erturan Z, Bozkurt-Guzel C. Ceragenins exhibiting promising antimicrobial activity against various multidrug resistant Gram negative bacteria. Istanbul J Pharm 2018;48(3):68-72. https://doi.org/10.26650/IstanbulJPharm.2018.400730
  19. Ozbek-Celik B, Damar-Celik D, Mataraci-Kara E, Bozkurt-Guzel C, Savage PB. Comparative In Vitro Activities of First and Second-Generation Ceragenins Alone and in Combination with Antibiotics Against Multidrug-Resistant Klebsiella pneumoniae Strains. Antibiotics (Basel). 2019;27:8(3):130. https://doi.org/10.3390/antibiotics8030130
  20. Öztürk İ, Tekintaş Y, Temel A, Ermertcan Ş, Kurutepe S, Hoşgör Limoncu M. In vitro effects of antibiofilm agents and antibiotics on coagulase-negative staphylococci. J Res Pharm. 2020;24(6):821-32. https://doi.org/10.35333/jrp.2020.241
  21. Paganelli FL, Willems RJ, Jansen P, Hendrickx A, Zhang X, Bonten MJ et al. Enterococcus faecium biofilm formation: identification of major autolysin AtlAEfm, associated Acm surface localization, and AtlAEfm-independent extracellular DNA Release. mBio. 2013;4(2):e00154. https://doi.org/10.1128/mBio.00154-13
  22. Paprocka P, Durnaś B, Mańkowska A, Skłodowski K, Król G, Zakrzewska M, et al. New β-Lactam Antibiotics and Ceragenins - A Study to Assess Their Potential in Treatment of Infections Caused by Multidrug-Resistant Strains of Pseudomonas aeruginosa. Infect Drug Resist. 2021;25(14):5681-98. https://doi.org/10.2147/IDR.S338827.
  23. Piktel E, Pogoda K, Roman M, Niemirowicz K, Tokajuk G, Wróblewska M et al. Sporicidal activity of ceragenin CSA-13 against Bacillus subtilis. Sci Rep. 2007;7:44452. https://doi.org/10.1038/srep44452
  24. Rasamiravaka T, Labtani Q, Duez P, El Jaziri M. The formation of biofilms by Pseudomonas aeruginosa: A review of the natural and synthetic compounds interfering with control mechanisms. Biomed Res Int. 2015;2015:759348. https://doi.org/10.1155/2015/759348
  25. Som A, Vemparala S, Ivanov I, Tew GN. Synthetic mimics of antimicrobial peptides. Biopolymers. 2008;90(2):83-93. https://doi.org/10.1002/bip.20970
  26. Stepanović S, Vuković D, Hola V, Di Bonaventura G, Djukić S, Cirković I et al. Quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for assessment of biofilm production by staphylococci. APMIS. 2007;115(8):891-9. https://doi.org/10.1111/j.1600-0463.2007.apm_630.x
  27. Tokajuk J, Deptuła P, Chmielewska SJ, Skłodowski K, Mierzejewska ŻA, Grądzka-Dahlke M et al. Ceragenin CSA-44 as a Means to Control the Formation of the Biofilm on the Surface of Tooth and Composite Fillings. Pathogens. 2022;11(5):491. https://doi.org/10.3390/pathogens11050491
  28. Ventola CL. The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats. PT. 2015;40(4):277-83.
  29. Vila-Farrés X, Callarisa AE, Gu X, Savage PB, Giralt E, Vila J. CSA-131, a ceragenin active against colistin-resistant Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa clinical isolates. Int J Antimicrob Agents. 2015;46(5):568-71. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2015.08.003
  30. Yang Y, Li W, Hou B, Zhang C. Quorum sensing LuxS/autoinducer-2 inhibits Enterococcus faecalis biofilm formation ability. J Appl Oral Sci. 2018;26:e20170566. https://doi.org/10.1590%2F1678-7757-2017-0566
  31. Yilmaz FN, Öksüz L, Demir ES, Döşler S, Savage PB, Güzel ÇB. Efficacy of Ceragenins Alone and in Combinations with Antibiotics Against Multidrug-Resistant Gram Negative Pathogens from Bloodstream Infections. Curr Microbiol. 2023;80:327. https://doi.org/10.1007/s00284-023-03443-5