Mikrobiol. Z. 2021; 83(1):58-67.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.01.058

Антибіоплівкова дія похідного адамантана щодо Staphylococcus aureus

Н.І. Гринчук1, Н.О. Вринчану1, Т.А. Бухтіарова1, Д.М. Дудікова1,
Ю.В. Короткий2, Л.Б. Бондаренко1

1Інститут фармакології та токсикології НАМН України
вул. Антона Цедіка, 14, Київ, 03057, Україна

2Інститут органічної хімії НАН України
вул. Мурманська, 5, Київ, 02094, Україна

Нині актуальною проблемою в клінічній практиці є неефективність антибіотикотерапії при лікуванні хронічних захворювань, спричинених біоплівкоутворюючими мікроорганізмами. Одним із напрямків її вирішення є пошук нових сполук з антибіоплівковою активністю, здатних запобігати адгезії мікроорганізмів, порушувати структуру матриксу біоплівки та впливати на систему Quorum sensing. Мета роботи – встановити механізм антимікробної активності похідного адамантану 1-[4-(1-адамантил)-фенокси]-3-(N-бензил, N-диметиламіно)-2-пропанол хлориду (КВМ-97) щодо біоплівок, сформованих Staphylococcus aureus. Методи. Здатність адамантанвмісної сполуки КВМ-97 запобігати плівкоутворенню та руйнувати сформовані біоплівки S. aureus досліджували на полістиролових планшетах методом сорбції генціанвіолету на її структурах з наступною десорбцією в органічний розчинник та з використанням окисно-відновного індикатора резазурину. Життєздатність клітин S. aureus у складі зрілих біоплівок оцінювали з використанням специфічних барвників для живих (акридиновий, оранжевий) та неживих (пропідій йодид) клітин. Для оцінки впливу КВМ-97 на компоненти матриксу для визначення загального білка використовували метод Lowry, полісахаридів – спектрофотометричний метод з використанням фенолу та сульфатної кислоти, Вар-білка – метод з використанням Конго червоного. Виділення субпопуляції персистерів проводили згідно методу, заснованому на активації SOS-відповіді у  бактерій за дії високих концентрацій антибіотиків. Результати. Встановлено, що сполука з адамантильним радикалом КВМ-97 виявляє антибіоплівковий ефект щодо S. aureus, про що свідчить зменшення біомаси біоплівки: на етапі плівкоутворення – на 22,5% та 75,0%, за дії на 2-добові біоплівки – на 34,5% та 32,4%, за 0,5 МІК та 5,0 МІК відповідно. Сполука КВМ-97 здатна зменшувати кількість метаболічно активних клітин S. aureus лише на етапі плівкоутворення (зменшення на 92,7% та 95,8% при 2,0 та 5,0 МІК відповідно). Згідно з отриманими результатами адамантанвмісна сполука не впливає на вміст білкових та полісахаридних компонентів матриксу біоплівок золотистого стафілокока. Виявлені зміни рівня Вар-білка за дії КВМ-97 не були статистично достовірними (p>0,05). Експериментально встановлено, що сполука КВМ-97 не запобігає формуванню персистерів, їх частка становить 0,71% від контролю. Висновки. Таким чином, адамантанвмісна сполука КВМ-97 здатна запобігати плівкоутворенню S. aureus, що підтверджується достовірним зниженням біомаси біоплівок, зменшенням кількості життєздатних клітин у їх складі, а також руйнувати сформовані біоплівки. Антибіоплівковий ефект сполуки не пов’язаний із порушенням синтезу білкових та полісахаридних компонентів матриксу. Для встановлення впливу сполуки на синтез еДНК, систему Quorum sensing, експресію генів ica та arg, відповідальних за плівкоутворення S. aureus, необхідні подальші поглиблені дослідження.

Ключові слова: біоплівки, Staphylococcus aureus, похідне адамантану, матрикс, персистери.

Повний текст (PDF, англ)