Деструкция бактериальных биопленок в присутствии поверхностно-активных веществ acinetobacter calcoaceticus имв в-7241, синтезированных на отходах производства биодизеля

Образование микроорганизмами колоний на различных поверхностях способствует формированию биопленок, устойчивых к известным дезинфицирующим средствам. В медицинской практике данное явление приводит к распространению инфекционных заболеваний. Кроме того, бактериальные биопленки также являются причиной повреждения оборудования, загрязнения продуктов и потерь энергии. На борьбу с этими явлениями ежегодно тратятся миллиарды долларов. На сегодняшний день обычные стратегии очистки и дезинфекции поверхностей недостаточно эффективны по отношению к биопленкам в связи с их специфической физиологией и физическими барьерами, обусловленными синтезом экзополисахаридов и других полимеров [1, 2]. Ранее [3] было установлено, что микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ) Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241, синтезированные на традиционных субстратах (этанол, гексадекан, очищенный глицерин), способны не только предупреждать адгезию микроорганизмов на абиотических и биотических поверхностях, но и разрушать уже сформированные на них биопленки. Позже [4] было показано, что штамм ИМВ В-7241 синтезирует поверхностно-активные вещества на отходах производства биодизеля (технический глицерин).

Цель исследования. Изучить способность ПАВ штамма ИМВ В-7241, синтезированных на техническом глицерине, разрушать бактериальные биопленки.

Материалы и методы. Культивирование A. calcoaceticus ИМВ В-7241 осуществляли в жидкой минеральной среде, содержащей в качестве источника углерода и энергии технический глицерин (5% по объему). Для исследований использовали следующие препараты: препарат 1 - супернатант культуральной жидкости; препарат 2 - раствор ПАВ, выделенных экстракцией смесью Фолча (хлороформ и метанол, 2:1) с добавлением 1 Н раствора хлоридной кислоты, из супернатанта культуральной жидкости (препарата 1). В качестве тест-культур использовали бактерии Bacillus subtilis БТ-2 и Staphylococcus aureus БМС-1 из коллекции живых культур кафедры биотехнологии и микробиологии Национального университета пищевых технологий. Степень разрушения биопленок тест-культур, предварительно сформированных в ячейках полистирольного иммунологического планшета, определяли спектрофотометрическим методом как описано в работе [3].

Результаты и обсуждения. В табл. 1 представлены данные по способности ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241, синтезированных на техническом глицерине, разрушать биопленки B. subtilis БТ- 2 и S. aureus БМС-1.

Таблица 1 - Степень деструкции биопленок B. subtilis БТ-2 и S. aureus БМС-1 в присутствии ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241

Тест-культура

Препараты

Деструкция (%) биопленки после обработки Г

АВ, мкг/мл

7

14

27

54

108

217

433

866

Bacillus subtilis

супернатант

21

27

30

32

36

38

43

66

БТ-2

раствор ПАВ

Н.о.

29

43

46

48

51

52

55

Staphylococcus

супернатант

26

31

37

49

46

60

70

63

aureus БМС-1

раствор ПАВ

21

30

32

48

50

71

56

62

Н.о. - не определяли.

Установлено, что деструкция биопленок обеих тест-культур увеличивалась с повышением концентрации ПАВ и практически не зависела от степени очистки препаратов (супернатант, раствор ПАВ). В присутствии ПАВ (7-866 мкг/мл) наблюдали разрушение биопленки B. subtilis БТ-2 на 20-66 %, а S. aureus БМС-1 - на 20-71 %. Отметим, что степень деструкции бактериальных биопленок после обработки препаратами ПАВ, синтезированными на отходах производства биодизеля, сравнима с таковой в присутствии ПАВ, полученных на очищенном глицерине [3].

Выводы. Установленная способность поверхностно-активных веществ A. calcoaceticus ИМВ В- 7241, синтезированных техническом глицерине, разрушать ранее сформированные бактериальные биопленки свидетельствует о возможности использования микробных ПАВ для создания новых эффективных дезинфицирующих средств. Использование технического глицерина для получения ПАВ позволяет решить ряд актуальных проблем: повысить рентабельность производства биодизеля за счет утилизации побочного продукта; снизить себестоимость ПАВ; утилизировать токсичные отходы; получить ПАВ, которые по способности разрушать биопленки не уступают препаратам, полученным на традиционных субстратах.

Список литературы

  1. Yang L, Liu Y, Wu H. et al. Combating biofilms // FEMS Immunol. Med. Microbiol., 2012, V. 65, № 2, P. 146157.
  2. Gomes М., Nitschke М. Evaluation of rhamnolipid and surfactin to reduce the adhesion and remove biofilms of individual and mixed cultures of food pathogenic bacteria // Food Control., 2012, V. 25, P. 441-447.
  3. Луцай Д.А., Савенко И.В. Разрушение биопленки в присутствии поверхностно-активных веществ Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241 // International Student's Journal of Medicine., 2016, Special Issue., С. 494-495.
  4. Pirog T., Shulyakova M., Sofilkanych A., Shevchuk. T., Maschenko O. Biosurfactant synthesis by Rhodococcus erythropolis IMv Ас -5017, Acinetobacter calcoaceticus IMv В-7241, Nocardia vaccinii IMv В-7405 on byproduct of biodiesel product // Food and Bioproducts Processing., 2015, V. 93, № 1, P. 11-18
Год: 2016
Город: Шымкент
Категория: Медицина