Ключові слова
антисептик
бактерії
ускладнення дентальної імплантації
N-хлортаурин
біоплівки
оральний мікробіоценоз
мікробіота
Як цитувати
Анотація
Вступ. Мікроорганізми, що колонізують поверхню зубних імплантатів можуть утворювати біоплівки, що захищають їх мікроколонії від механічного впливу, антимікробних сполук та імунних факторів. Профілактичне застосування антибіотиків при проведенні дентальної імплантації може чинити селекційний тиск на розвиток антимікробної резистентності. В цьому контексті N-хлортаурин (NCT) є перспективною сполукою для боротьби зі стійкими агентами.
Мета – дослідити ефективність NCT проти патогенів, пов’язаних з ускладненнями дентальної імплантації.
Матеріали та методи. Для дослідження використовували буферний 1% розчин NCT, доведений до рН 7,1. Виділено культури з профілем широкої лікарської стійкості (MDR, multidrug-resistant). Визначення активності NCT проведено колодязним та суспензійним методом.
Результати. Після стандартного тестування на чутливість до антибіотиків, було відібрано культури, класифіковані, як MDR. До групи MDR було включено 12 культур, з них сім S. aureus, три K. pneumoniae та три A. baumannii. Отримані MDT культури S. aureus мали профіль MRSA. Продукцію карбапенемаз підтверджено в усіх MDR ізолятів K. pneumoniae, з них 2 показали продукцію метало-β-лактамаз. MDR ізоляти A. baumannii також були продуцентами метало-β-лактамаз. Всі 12 досліджених MDR культур виявилися чутливими до NCT, діаметр зон затримки росту становив щонайменше 15 мм. Не було виявлено достовірної різниці між ефективністю 1% розчину NCT відносно мікроорганізмів з різними механізмами лікарської стійкості (t-критерій, р>0,05). При проведенні досліджень в рідкому середовищі 1% розчин NCT показав аналогічні результати, всі MDR-культури були чутливими і показали зменшення мікробного навантаження (КУО/мл) щонайменше на 2 log10 кроки вже через 15 хвилин від початку дослідження. Примітно, що не було суттєвої різниці в ефективності NCT проти умовно чутливих та MDR-агентів.
Висновки. Зменшити небезпеку та тягар MDR патогенів є однією з цілей, оголошених ВООЗ та Центром контролю захворювань. Наше дослідження чітко підтверджує, що різні механізми стійкості до антибіотиків навіть не впливають на бактерицидну активність NCT, що робить його перспективним для лікування резистентних інфекцій.
Посилання
Avetikov, D. S., Pronina, O. M., Lokes, K. P., Bukhanchenko, O. P. (2017). Suchasni uyavlennya pro umovy, yaki obmezhuyutʹ vybir metodu dentalʹnoyi implantatsiyi na verkhniy i nyzhniy shchelepakh. Visnyk problem biolohiyi i medytsyny, 4 (141): 20 – 26. [in Ukrainian] https://doi.org/10.29254/2077-4214-2017-4-3-141-20-27
Kusminyh, S. S., Ishchenko, O. V., Stetsenko, I. Yu., Titov, G. I., Makarenko, O. V. (2021). Mikrobiolohichne obgruntuvannya zastosuvannya N-khlortaurynu pry vtorynnomu perytoniti. Bulletin of problems in biology and medicine, 2 (160), 184-188. [in Ukrainian] https://doi.org/10.29254/2077-4214-2021-2-160-184-188
Adefisoye, M. A., & Olaniran, A. O. (2022). Does Chlorination Promote Antimicrobial Resistance in Waterborne Pathogens? Mechanistic Insight into Co-Resistance and Its Implication for Public Health. Antibiotics (Basel, Switzerland), 11(5), 564. https://doi.org/10.3390/antibiotics11050564
Anich, C., Orth-Höller, D., Lackner, M., Nagl, M. (2021). N-chlorotaurine, a potent weapon against multiresistant bacteria. J Appl Microbiol, 131 (4): 1742-1748. https://doi.org/10.1111/jam.15052
Ata-Ali, J., Ata-Ali, F., & Ata-Ali, F. (2014). Do antibiotics decrease implant failure and postoperative infections? A systematic review and meta-analysis. International journal of oral and maxillofacial surgery, 43(1), 68–74. https://doi.org/10.1016/j.ijom.2013.05.019
Bahrami, S., Asadi, Z., Zarei, M., Hamidinejat, H., & Henriquez, F. L. (2023). Exposure to sublethal concentrations of chlorine enhances the cytotoxicity of Acanthamoeba castellanii. Parasitology research, 122(6), 1371–1380. https://doi.org/10.1007/s00436-023-07837-z
Bulatovic, V. M., Wengenack, N. L., Uhl, J. R., Hall, L., Roberts, G. D., Cockerill, F. R., 3rd, & Rusnak, F. (2002). Oxidative stress increases susceptibility of Mycobacterium tuberculosis to isoniazid. Antimicrobial agents and chemotherapy, 46 (9), 2765–2771. https://doi.org/10.1128/AAC.46.9.2765-2771.2002
CDC. Antibiotic resistance threats in the United States. 2019. [Internet] [cited 2023 Oct 3].
Available from: Antibiotic Resistance Threats in the United States, 2019 (cdc.gov)
Coraça-Huber, D. C., Ammann, C. G., Fille, M., Hausdorfer, J., Nogler, M., Nagl M. (2014). Bactericidal activity of N-chlorotaurine against biofilm-forming bacteria grown on metal disks. Antimicrob Agents Chemother, 58 (4), 2235-9. https://doi.org/10.1128/AAC.02700-13.
Efimenko, A.O., Stepanskyi, O. D., Bogomolny, L. O., Ishchenko, O. V. (2023). Effect of N-chlorotaurine on biofilms of pathogens associated with complications of dental implantation. Bulletin of problems in biology and medicine, 2 (169), 432 – 437. https://doi.org/10.29254/2077-4214-2023-2-169-432-437
EUCAST guidelines for detection of resistance Mechanisms and specific resistances of clinical and/or epidemiological importance. EUCAST Guidance Documents [Internet]. [cited 2023 Oct 3]. Available from: http://www.eucast.org
Gottardi ,W., Nagl, M. (2010). N-chlorotaurine, a natural antiseptic with outstanding tolerability. J Antimicrob Chemother, 65 (3), 399-409. doi: 10.1093/jac/dkp466.
Gupta, N., Gandham, N., Jadhav, S., Mishra, R. N. (2015). Isolation and identification of Acinetobacter species with special reference to antibiotic resistance. J Nat Sci Biol Med, 6 (1), 159-162. https://doi.org/10.4103/0976-9668.149116
Jin, M., Liu, L., Wang, D. N., Yang, D., Liu, W. L., Yin, J., Yang, Z. W., Wang, H. R., Qiu, Z. G., Shen, Z. Q., Shi, D. Y., Li, H. B., Guo, J. H., & Li, J. W. (2020). Chlorine disinfection promotes the exchange of antibiotic resistance genes across bacterial genera by natural transformation. The ISME journal, 14 (7), 1847–1856. https://doi.org/10.1038/s41396-020-0656-9
Karumathil, D. P., Yin, H. B., Kollanoor-Johny, A., & Venkitanarayanan, K. (2014). Effect of chlorine exposure on the survival and antibiotic gene expression of multidrug resistant Acinetobacter baumannii in water. International journal of environmental research and public health, 11(2), 1844–1854. https://doi.org/10.3390/ijerph110201844
Liu, S. S., Qu, H. M., Yang, D., Hu, H., Liu, W. L., Qiu, Z. G., Hou, A. M., Guo, J., Li, J. W., Shen, Z. Q., & Jin, M. (2018). Chlorine disinfection increases both intracellular and extracellular antibiotic resistance genes in a full-scale wastewater treatment plant. Water research, 136, 131–136. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.02.036
Magiorakos, A. P., Srinivasan, A., Carey, R. B. (2012). Multidrug-resistant, extensively drug-resistant and pandrug-resistant bacteria: an international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance. Clin Microbiol Infect., 18(3), 268-281. https://doi.org/10.1111/j.1469-0691.2011.03570.x
Murashevych B, Girenko D, Maslak H. (2022). Acute inhalation toxicity of aerosolized electrochemically generated solution of sodium hypochlorite. Inhal Toxicol, 34 (1-2): 1-13. https://doi.org/10.1080/08958378.2021.2013348
Murashevych, B., Koshova, I., Surmasheva, E., Girenko, D., Chuiko, V., & Stepanskyi, D. (2022). Broad-purpose antimicrobial chlorine-active polymers: suppression of multidrug-resistant microorganisms and microbial penetration resistance. ScienceRise: Pharmaceutical Science, 5 (39), 64–73. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2022.266171
Nagl, M., Hess, M. W., Pfaller, K., Hengster, P., Gottardi, W. (2000). Bactericidal activity of micromolar N-chlorotaurine: evidence for its antimicrobial function in the human defense system. Antimicrob Agents Chemother, 44 (9), 2507-2513. https://doi.org/10.1128/AAC.44.9.2507-2513.2000
Sheehan, G., Nagl, M., & Kavanagh, K. (2019). Exposure to N-chlorotaurine induces oxidative stress responses in Aspergillus fumigatus. Journal of medical microbiology, 68(2), 279–288. https://doi.org/10.1099/jmm.0.000900
The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 11.0 [Internet]. 2021 [cited 2023 Oct 3]. Available from: http://www.eucast.org
The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. EUCAST Guidance Documents [Internet]. [cited 2023 Oct 3]. Available from: http://www.eucast.org
The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Intrinsic resistance and unusual phenotypes. Expert rules. Version 3.3 [Internet]. 2021. [cited 2023 Oct 3]. Available from: http://www.eucast.org
Toropin, V. M., Murashevych, B. V., Stepanskyi D. O., Toropin, M. V., Kremenchutskiy, H.M., Burmistrov, K.S. (2019) New forms of immobilized active chlorine and its potential applications in medicine. Journal on National Academy of medical sciences of Ukraine, 3, 340-352. [Internet] [Cited 6 Oct 2023]. Available from http://journal.amnu.gov.ua/images/pdf/2019-25-3/15.pdf
Yu J, Zhou M, Zhang L, Wei H. Antibacterial Adhesion Strategy for Dental Titanium Implant Surfaces: From Mechanisms to Application. J Funct Biomater. 2022; 13 (4): 169. https://doi.org/10.3390/jfb13040169.
Zarei, M., Paknejad, M., & Eskandari, M. H. (2023). Sublethal chlorine stress promotes the biofilm-forming ability of Salmonella enterica serovars enteritidis and expression of the related genes. Food microbiology, 112, 104232. https://doi.org/10.1016/j.fm.2023.104232
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.