Рєзніченко Л. С., Грузіна Т. Г., Подольська В. І., Якубенко Л. М., Грищенко Н. І., Вітрак К. В., Лютко О. Б., Дибкова С. М.

ДОСЛІДЖЕННЯ АНТАГОНІСТИЧНОЇ АКТИВНОСТІ КОМПОЗИЦІЇ НАНОЧАСТИНОК МЕТАЛІВ (Au, Ag, Fe) ІЗ КЛІТИНАМИ ПРОБІОТИЧНОГО ШТАМУ Lactobacillus plantarum ДЛЯ РОЗРОБКИ МЕТАЛОПРОБІОТИКІВ

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Рєзніченко Л. С., Грузіна Т. Г., Подольська В. І., Якубенко Л. М., Грищенко Н. І., Вітрак К. В., Лютко О. Б., Дибкова С. М.

Рубрика:

МІКРОБІОЛОГІЯ

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Унікальні біологічні властивості наночастинок металів є важливими та актуальними з точки зору їх взаємодії з прокаріотичними та еукаріотичними клітинами та обумовлюють доцільність їх використання при створенні металовмісних композицій пробіотичних препаратів. Метою роботи було дослідження антагоністичної активності металовмісних композицій, створених на основі пробіотичного штаму Lactobacillus plantarum та наночастинок золота, срібла і заліза відносно тестових культур Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 29213, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Serratia marcescens, Escherichia coli 055, Enterobacter aerogenes, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus 209, Staphylococcus epidermidis, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimurium, Shigella sonnei, Shigella flexneri, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Candida albicans. У роботі використані колоїдно-хімічні, біохімічні та мікробіологічні методи досліджень. Отримані композиції наночастинок металів золота, срібла, заліза з клітинами пробіотичного штаму L. plantarum (концентрація клітин 1×109 КУО/мл) наступного складу: (1) композиція із сумішшю наночастинок Au/Ag/Fe (вміст (Au 0,32)/(Ag 160,0)/(Fe 100,0) мкг/мл); (2) композиція з наночастинками срібла 30 нм (вміст Ag 160,0 мкг/мл); та (3) композиція з наночастинками срібла 4 нм у складі НБК (вміст Ag 8×10-5 мкг/мл). Металовмісні композиції (1) і (2) виявили антагоністичну активність на рівні базового пробіотичного штаму L. plantarum відносно усіх досліджених тестових культур патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів. Встановлено, що антагоністична активність композиції (3) залишалась на рівні базового штаму з тенденцією до підвищення відносно тестових штамів Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Proteus mirabilis, Staphylococcus aureus ATCC 25923. Композиції з вмістом наночастинок срібла володіють плазмідоелімінуючою дією та здатні запобігати передачі генів антибіотикорезистентності кишковим коменсалам господаря. Створені композиції є перспективними для розробки металопробіотиків та вивчення їх терапевтичної ефективності.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Cheeseman S, Christofferson AJ, Kariuki R, Cozzolino D, Daeneke T, Crawford RJ, et al. Antimicrobial Metal Nanomaterials: From Passive to Stimuli-Activated Applications. Adv. Sci. 2020;7(10):1902913. DOI: 10.1002/advs.201902913.
2. Roman’ko MIe, Rieznichenko LS, Gruzina TH, Dybkova SM, Ulberg ZR, Ushkalov VO, et al. Influence of gold and silver nanoparticles on ATPase activity of native and rehydrated cells of Escherichia coli. Ukr Biokhim Zh. 2009;81(6):70-6.
3. Szczyglewska P, Feliczak-Guzik A, Nowak I. Nanotechnology – General Aspects: A Chemical Reduction Approach to the Synthesis of Nanoparticles. Molecules. 2023;28(13):4932. DOI: 10.3390/molecules28134932.
4. Vial S, Rui L, Reis J, Oliveira M. Recent advances using gold nanoparticles as a promising multimodal tool for tissue engineering and regenerative medicine. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2017;21(2):92-112. DOI: 10.1016/j.cossms.2016.03.006.
5. Bilous SB, Rieznichenko LS, Dybkova SM, Rybachuk AV, Kalyniuk TH. The studies on the pharmaceutical development of dosage forms with silver and gold nanoparticles for use in dentistry and surgery. Vìsnik farmacìï. 2018;4(96):28-36. DOI: 10.24959/nphj.18.2228.
6. Dangi P, Chaudhary N, Chaudhary V, Virdi AS, Kajla P, Khanna P, et al. Nanotechnology impacting probiotics and prebiotics: a paradigm shift in nutraceuticals technology. Int J Food Microbiol. 2023;388:110083. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2022.110083.
7. Strashnova ІV, Yamborko GV, Vasylieva NYu. Antagonistic activity of lactobacilli probiotic strains in co-cultivation. Microbiology and biotechnology. 2022;1:45-57. DOI: 10.18524/2307-4663.2022.1(54).254 024.
8. De Man JC, Rogosa M, Elisabeth Sharpe M. A medium for the cultivation of lactobacilli. Appl. Bact. 1960;23:130-135. DOI: 10.1111/j.1365- 2672.1960.tb00188.x.
9. Dybkova SM, Podolska VI, Gryshchenko NI, Ulberg ZR. Nanobiocomposite Based on Ultradispersed Silver for the Production of Probiotics. Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii. 2020;18(1):189-204.
10. Lisnychuk N, Dybkova S, Rieznichenko L, Vivchar Z. Can Au/Ag/Fe nanoparticle composition restore blood cell counts in terms of DMH-induced colon adenocarcinoma? Current Issues of Medicine and Management. 2021;2(22):18-32. DOI: 10.52340/mid.2021.638.
11. Derzhavna veterynarna ta Fitosanitarna sluzhba Ukrayiny. Vykorystannya biobezpechnykh nanochastynok metaliv u skladi metalovmisnykh probiotykiv dlya pidvyshchennya yikh efektyvnosti. Kyyiv: Derzhavna veterynarna ta Fitosanitarna sluzhba Ukrayiny; 2010. [in Ukrainian].
12. Nedialkova D, Naidenova M. Screening the Antimicrobial Activity of Actinomycetes Strains Isolated from Antarctica. Journal of Culture Collection. 2005;4:29-35.
13. Rieznichenko LS, Doroshenko AM. Safety assessment of the iron NP – a substance with antianemic properties – under the oral administration to rats. Veterinary biotechnology. 2020;37:63-75. DOI: 10.31073/vet_biotech37-0.
14. Rieznichenko LS, Rybachuk AV, Bilous SB, Dybkova SM, Gruzina TG, Malanchuk VO. Silver nanoparticles: synthesis, effectiveness in treatment of purulent-inflammatory diseases of the maxillofacial area, development of dosage forms. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 2016;8(1):332-338.
15. Chopra H, Bibi S, Singh I, Hasan MM, Khan MS, Yousafi Q, et al. Green Metallic Nanoparticles: Biosynthesis to Applications. Front Bioeng Biotechnol. 2022;10:874742. DOI: 10.3389/fbioe.2022.874742.
16. Salvetti E, Orrù L, Capozzi V, Martina A, Lamontanara A, Keller D, et al. Integrate genome-based assessment of safety for probiotic strains:Bacillus coagulans GBI-30, 6086 as a case study. Appl Microbiol Biotechnol. 2016;100(10):4595-4605. DOI: 10.1007/s00253-016-7416-9.
17. Dybkova SМ., Rieznichenko LS, Gruzina ТG, Ryzhenko GF, Gorbatyuk OI, Andriyaschuk VA, vynakhidnyky; F.D. Ovcharenko Institute of Biocolloidal Chemistry of NAS of Ukraine, Institute of Veterinary Medicine of NAAS patentovlasnyky. A method for overcoming antibiotic resistance and/or colicinogenicity of animal infectious diseases pathogens. Patent of Ukraine №119091. 2019 April 25.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 4, 175, 525-532 сторінки, код УДК 577.1:616-003.269:636

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-4-175-525-532