بررسی اثر ضد میکروبی فیلم و ژل کیتوزان حاوی نانوذرات رامنولیپید سودوموناس آئروژینوزا در مقایسه با سیپروفلوکساسین و جنتامایسین بر اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی انوشیروانی بابل، مازندران، ایران

2 دانشجوی دکترای تغذیه دام، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 گروه میکروبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

زمینه و هدف: امروزه مقاومت آنتی بیوتیکی به یک چالش جهانی تبدیل شده است و مصرف بی رویه و غیر منطقی در تجویز آنتی بیوتیک در انسان و دام موجب گسترش مقاومت دارویی میکروارگانیسم ها شده است. هدف از مطالعه حاضر بررسی و مقایسه دو آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و جنتامایسین با فیلم و ژل کیتوزان به همراه نانو ذرات رامنولیپید بر روی دو باکتری اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس می باشد.
روش کار: در این مطالعه ابتدا رامنولیپید از روغن آفتابگردان و باکتری سودموناس آئروژینوزا تولید و تبدیل به نانوذرات شد سپس محلول کیتوزان 2 درصد با استفاده از اسید استیک 1درصد تهیه شد. سپس گلیسیرین 5/7 درصد به عنوان نرم کننده اضافه گردید و نانوذرات رامنولیپید 1/0 درصد توسط سمپلر به محلول همگن به‌دست‌آمده اضافه شد. از دیسک های آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و جنتامایسین جهت مقایسه و آنتی بیوگرام استفاده شد و جهت اندازه ذرات رامنو لیپید از آنالیز Zeta و DLS استفاده گردید.
نتایج: تحلیل DLS و ZPS نشان داد که رامنولیپید تولید شده دارای درجه پایدارتر خوبی است. اثرات آنتی باکتریال جنتامایسین + فیلم کیتوزان و نانو ذرات رامنولیپید با ایجاد قطر 29 میلی متر در استافیلوکوکوس اورئوس، بیشترین اثر را نسبت به اشریشیا کلی مشاهده گردید و همچنین اثر سیپروفلوکساسین + نانو ذرات رامنولیپید در هردو باکتری با قطر هاله بسیار نزدیک به هم گزارش شد.
نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که ترکیب کردن آنتی بیوتیک با مواد آنتی باکتریال فیلم و ژل کیتوزان به همراه نانوذرات رامنولیپید اثرات خوبی از خود نشان داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of the antimicrobial effect of chitosan film and gel containing Pseudomonas aeruginosa rhamnolipid nanoparticles compared to ciprofloxacin and gentamicin on Escherichia coli and Staphylococcus aureus

نویسندگان [English]

  • Maryam Kazemian 1
  • Hamid Kazemian 2
  • Mahdi Rezaverdinejad 3
  • Javid Taghinejad 3
1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Mazandaran, Iran
2 Department of Animal and Bird Genetic and Breeding and Genetics, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Department of Microbiology, Faculty of Veterinary Medicine, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Background and Objectives: Antibacterial resistance has become a global challenge, and the indiscriminate and irrational use of antibiotics in humans and animals has led to the spread of drug resistance in microorganisms. The present study investigated and compared two antibiotics, ciprofloxacin and gentamicin, with rhamnolipid nanoparticles (NPs) coated by chitosan film and gel on two bacteria, Escherichia coli and Staphylococcus aureus.
Methods: In this study, first rhamnolipid was produced from sunflower oil and Pseudomonas aeruginosa and converted into NPS, then 2% chitosan solution was prepared using 1% acetic acid. Then 7.5% glycerin was added as a softener and 0.1% rhamnolipid NPs were added to the obtained homogeneous solution by sampler. Ciprofloxacin and Gentamicin antibiotic discs were used for comparison and antibiogram, Zeta and DLS analysis were used to size rhamnolipid particles.
Results: DLS and ZPS analysis showed that the produced rhamnolipid had a good degree of stability. The antibacterial effects of Gentamicin + chitosan film and rhamnolipid NPs were observed to be the most effective in creating inhibition diameter of 29 mm in Staphylococcus Aureus compared to Escherichia coli, and the effect of Ciprofloxacin + rhamnolipid NPs was also reported in both bacteria with very close inhibition diameters.
Conclusions: The results of this study showed that combining antibiotics with antibacterial materials such as chitosan film and gel with rhamnolipid NPs shows good effects, also new methods such as Nano formulating are a suitable alternative to improve and accelerate therapeutic methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chitosan
  • rhamnolipid
  • antibiotic
  • Escherichia coli
  • Staphylococcus aureus

مراجع

  1. Nikbakht Z, Rafighi D, Taghinejad J. Investigation ‌of antibiotic resistance patterns in Escherichia coli and Staphylococcus aureus isolated from traditional cheeses in Jolfa county. Journal of Quality and Durability of Agricultural Products and Food Stuffs. 2024;2(4):51-9.
  2. Riedel S, Morse SA, Mietzner TA, Miller S. Microbiologia Médica de Jawetz, Melnick & Adelberg-28: McGraw Hill Brasil; 2022.
  3. Prestinaci F, Pezzotti P, Pantosti A. Antimicrobial resistance: a global multifaceted phenomenon. Pathog Glob Health. 2015;109(7):309-18.
  4. Ranjalkar J, Chandy SJ. India's National Action Plan for antimicrobial resistance - An overview of the context, status, and way ahead. J Family Med Prim Care. 2019;8(6):1828-34.
  5. Das B, Verma J, Kumar P, Ghosh A, Ramamurthy T. Antibiotic resistance in Vibrio cholerae: Understanding the ecology of resistance genes and mechanisms. Vaccine. 2020;38 Suppl 1:A83-a92.
  6. Partridge SR, Kwong SM, Firth N, Jensen SO. Mobile Genetic Elements Associated with Antimicrobial Resistance. Clin Microbiol Rev. 2018;31(4).
  7. Baker SJ, Payne DJ, Rappuoli R, De Gregorio E. Technologies to address antimicrobial resistance. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018;115(51):12887-95.
  8. Ayukekbong JA, Ntemgwa M, Atabe AN. The threat of antimicrobial resistance in developing countries: causes and control strategies. Antimicrob Resist Infect Control. 2017;6:47.
  9. Islam S, Bhuiyan MAR, Islam MN. Chitin and Chitosan: Structure, Properties and Applications in Biomedical Engineering. Journal of Polymers and the Environment. 2017;25(3):854-66.
  10. Muthu M, Pushparaj SSC, Gopal J, Sivanesan I. A Review on the Antimicrobial Activity of Chitosan Microspheres: Milestones Achieved and Miles to Go. Journal of Marine Science and Engineering. 2023;11(8):1480.
  11. Rodríguez-Vázquez M, Vega-Ruiz B, Ramos-Zúñiga R, Saldaña-Koppel DA, Quiñones-Olvera LF. Chitosan and Its Potential Use as a Scaffold for Tissue Engineering in Regenerative Medicine. Biomed Res Int. 2015;2015:821279.
  12. Sekhon Randhawa KK, Rahman PK. Rhamnolipid biosurfactants-past, present, and future scenario of global market. Front Microbiol. 2014;5:454.
  13. Costa SG, Nitschke M, Lépine F, Déziel E, Contiero J. Structure, properties and applications of rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa L2-1 from cassava wastewater. Process Biochemistry. 2010;45(9):1511-6.
  14. Raza ZA, Khalid ZM, Banat IM. Characterization of rhamnolipids produced by a Pseudomonas aeruginosa mutant strain grown on waste oils. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2009;44(13):1367-73.
  15. Walter V. New approaches for the economic production of rhamnolipid biosurfactants from renewable resources. 2009.
  16. Kazemian M AH, Rastegari. A, Malek Mahmoudi. S, Aghsami, M. . Investigating the antimicrobial effect of chitosan film and gel containing rhamnolipid nanoparticles produced by Pseudomonas aeruginosa on Staphylococcus aureus and Escherichia coli. . IJIDTM Journal. 2023;27(99):35-47.
  17. Rai S, Dash D, Agarwal N. Introducing the new face of CLSI M100 in 2023: An explanatory review. Indian Journal of Medical Microbiology. 2023;46:100432.
  18. Roshdi Maleki M, Fathi M, Taghinejad J, Ghaffarzadeh A. Prevalence of extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) type’s blaVEB-1 and blaCTX-M-9 in Escherichia coli strains isolated from clinical samples by PCR technique. Journal of Medical Council of Iran. 2023;40(2):96-103.
  19. Ravash N, Hesari J. A review on veterinary drug residues in foods of animal origin and the effect of different processes on their stability. Iranian Journal of Biosystems Engineering. 2021;52(1):147-68.
  20. Sobhani Z, Samani SM, Montaseri H, Khezri E. Nanoparticles of chitosan loaded ciprofloxacin: Fabrication and antimicrobial activity. Advanced pharmaceutical bulletin. 2017;7(3):427.
  21. Bagheri T, Rahimi K, Bagheri Lotfabad T. Effects of Cream Containing Rhamnolipid Microbial Surfactants from Pseudomonas aeruginosa MR01 on Growth Inhibition of Staphylococcus aureus. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2020;30(184):14-27.
  22. Bettencourt AF, Tome C, Oliveira T, Martin V, Santos C, Gonçalves L, et al. Exploring the potential of chitosan-based particles as delivery-carriers for promising antimicrobial glycolipid biosurfactants. Carbohydrate Polymers. 2021;254:117433.
  23. REZAEI P, KASRA KR. The Antimicrobial Effect of Chitosan Nano Particles Film on Two Species of Food Bacteria. 2015.
  24. Akbari N, Ashrafi F, Salehi M. Antibacterial Effects of Chitosan Nanoparticles Loaded with Amoxicillin and Clavulanic acid against Methicillin Resistant Staphylococcus aureus Strains. 2019.
مجله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد
دوره 68، شماره 5
آذر-دی1404
آذر و دی 1404
صفحه 1290-1298

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار