اثر مخمر پروبیوتیکی ساکارومایسس سرویزیه بر تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس اورئوس

نویسندگان

1 گروه میکروب‌شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

2 مرکز تحقیقات میکروب‌شناسی مولکولی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

3 گروه میکروب‌شناسی و ایمنی‌شناسی، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران

4 مرکز تحقیقات میکروب شناسی مولکولی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: تولید بیوفیلم یک فاکتور بیماری‌زایی مهم در استافیلوکوکوس اورئوس است. اغلب عفونت‌های مرتبط با بیوفیلم این باکتری به سختی با آنتی‌بیوتیک‌ها درمان می‌شود. تا به حال مکانیسم‌های زیادی برای عملکرد مخمرهای پروبیوتیکی در مقابل عفونت‌های باکتریایی توضیح داده‌شده اما مطالعات کمی در زمینه تأثیر آن‌ها بر تشکیل بیوفیلم انجام شده است. هدف از این تحقیق بررسی اثر مخمر ساکارومایسس سرویزیه بر تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس اورئوس بود.
 
مواد و روش‌ها: از کشت ساکارومایسس سرویزیه عصاره سوپرناتانت و لیزات تهیه شد. پس از تعیین MIC، تأثیر عصاره‌ها با سه غلظت µg/ml 512، 1024 و 2048 بر تشکیل بیوفیلم دوسویه استاندارد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس ATCC 29213 (حساس به متی سیلین) و ATCC 33591 (مقاوم به متی سیلین) به روش میکروتیتر پلیت با سه بار تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت.
 
نتایج: هر دو عصاره سوپرناتانت و لیزات مخمر توانستند در تمامی غلظت‌ها تشکیل بیوفیلم دوسویه حساس و مقاوم به متی سیلین استافیلوکوکوس اورئوس را به طور معنی‌داری کاهش دهند (P<0.001). درحالی‌که هر دوسویه مورد مطالعه تولیدکننده بیوفیلم قوی بودند، غلظت µg/ml 2048 سوپرناتانت توانست تشکیل بیوفیلم آن‌ها را به درجه متوسط کاهش دهد. همچنین لیزات به طور مؤثرتری موجب کاهش تشکیل بیوفیلم به درجه ضعیف شد.
 
نتیجه‌گیری: در این مطالعه برای اولین بار اثر مطلوب مخمر ساکارومایسس سرویزیه بر کاهش تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس اورئوس مشاهده شد. با انجام مطالعات بیشتر می‌توان به درمان عفونت‌های ناشی از بیوفیلم این باکتری با استفاده از مخمرهای پروبیوتیکی امیدوار بود.
 
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of probiotic yeast Saccharomyces cerevisiae on Staphylococcus aureus biofilm formation

نویسندگان [English]

  • Navid Saidi 1
  • Parviz Owlia 2
  • Seyed Mahmoud Amin Marashi 3
  • Horieh Saderi 4
چکیده [English]

Background and Objective: Biofilm formation is an important virulence factor in Staphylococcus aureus. Most infections associated with biofilm of this bacterium are difficult to treat with antibiotics. As yet, a lot of mechanisms have been explained for probiotic yeast functions against bacterial infections, but few studies have been done on their effects on biofilm formation. The aim of this study was to evaluate the effect of Saccharomyces cerevisiae yeast on Staphylococcus aureus biofilm formation.
 
Materials and Methods: Extract of supernatant and lysate was prepared from Saccharomyces cerevisiae culture. After determining the MIC, the effect of extracts at three concentrations of 2048, 1024 and 512 µg/ml was evaluated on biofilm formation of two standard strains of S. aureus, ATCC 29213 (methicillin-sensitive) and ATCC 33591 (methicillin-resistant) using the microtiter plate assay in three replications.
 
Results: Both supernatant and lysate extract of yeast could significantly reduce the biofilm formation of both methicillin-sensitive and resistant strains of S. aureus at all concentrations. While both studied strains were strong biofilm producers, at the concentration of 2048 µg/ml, supernatant could reduce their biofilm formation to moderate level. Also, lysate reduced biofilm formation to weak level more effectively.
 
Conclusion:  In this study, the good effect of S. cerevisiae yeast on the reduction of S. aureus biofilm formation was observed for the first time. Doing more studies, it is expected to treat infections caused by biofilm of this bacterium with probiotic yeasts.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Staphylococcus aureus
  • Biofilm
  • Probiotic
  • Saccharomyces cerevisiae

مراجع

1. Peschel A, Otto M. Phenol-soluble modulins and staphylococcal infection. Nature Reviews Microbiology 2013;11(10):667-73. 2. Masalha M, Borovok I, Schreiber R, Aharonowitz Y, Cohen G. Analysis of transcription of the Staphylococcus aureus aerobic class Ib and anaerobic class III ribonucleotide reductase genes in response to oxygen. Journal of Bacteriology 2001;183(24):7260-72. 3. Hall-Stoodley L, Costerton JW, Stoodley P. Bacterial biofilms: from the natural environment to infectious diseases. Nature Reviews Microbiology 2004;2(2):95-108. 4. Lister JL, Horswill AR. Staphylococcus aureus biofilms: recent developments in biofilm dispersal. Frontiers In Cellular and Infection Microbiology 2014;4:178. 5. Aguilar C, Anderson GG, Donlan RM, Earl AM, Erickson DL, Otto M, et al. Bacterial Biofilms: springer 2008: 301. 6. Revdiwala S, Rajdev BM, Mulla S. Characterization of Bacterial Etiologic Agents of Biofilm Formation in Medical Devices in Critical Care Setup. Critical Care Research and Practice 2012;2012:6. 7. Arciola CR, Campoccia D, Speziale P, Montanaro L, Costerton JW. Biofilm formation in Staphylococcus implant infections. A review of molecular mechanisms and implications for biofilm-resistant materials. Biomaterials 2012;33(26):5967-82. 8. Shokri D, Khorasgani MR, Mohkam M, Fatemi SM, Ghasemi Y, Taheri-Kafrani A. The Inhibition Effect of Lactobacilli Against Growth and Biofilm Formation of Pseudomonas aeruginosa. Probiotics and Antimicrobial Proteins 2017. 9. Fakruddin M, Hossain MN, Ahmed MM. Antimicrobial and antioxidant activities of Saccharomyces cerevisiae IFST062013, a potential probiotic. BMC Complementary and Alternative Medicine 2017;17(1):64. 10. Tiago FC, Martins FS, Souza EL, Pimenta PF, Araujo HR, Castro IM, et al. Adhesion to the yeast cell surface as a mechanism for trapping pathogenic bacteria by Saccharomyces probiotics. Journal of Medical Microbiology 2012;61(Pt 9):1194-207. 11. Walencka E, Wieckowska-Szakiel M, Rozalska S, Sadowska B, Rozalska B. A surface-active agent from Saccharomyces cerevisiae influences staphylococcal adhesion and biofilm development. Zeitschrift fur Naturforschung C, Journal of Biosciences 2007;62(5-6):433-8. 12. Krasowska A, Murzyn A, Dyjankiewicz A, Lukaszewicz M, Dziadkowiec D. The antagonistic effect of Saccharomyces boulardii on Candida albicans filamentation, adhesion and biofilm formation. FEMS Yeast Research 2009;9(8):1312-21. 13. Liu D, Zeng X-A, Sun D-W, Han Z. Disruption and protein release by ultrasonication of yeast cells. Innovative Food Science & Emerging Technologies 2013;18:132-7. 14. CLSI. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; Approved Standard. M7-A9 2012. 15. Zmantar T, Kouidhi B, Miladi H, Mahdouani K, Bakhrouf A. A microtiter plate assay for Staphylococcus aureus biofilm quantification at various pH levels and hydrogen peroxide supplementation. The New Microbiologica 2010;33(2):137-45. 16. Stepanovic S, Vukovic D, Hola V, Di Bonaventura G, Djukic S, Cirkovic I, et al. Quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for assessment of biofilm production by staphylococci. APMIS: Acta Pathologica, Microbiologica, et Immunologica Scandinavica 2007;115(8):891-9. 17. Fonseca AP, Extremina C, Fonseca AF, Sousa JC. Effect of subinhibitory concentration of piperacillin/tazobactam on Pseudomonas aeruginosa. Journal of Medical Microbiology 2004;53(Pt 9):903-10. 18. Chung PY, Toh YS. Anti-biofilm agents: recent breakthrough against multi-drug resistant Staphylococcus aureus. Pathogens and Disease 2014;70(3):231-9. 19. Melo TA, Dos Santos TF, de Almeida ME, Junior LA, Andrade EF, Rezende RP, et al. Inhibition of Staphylococcus aureus biofilm by Lactobacillus isolated from fine cocoa. BMC Microbiology 2016;16(1):250. 20. Merghni A, Dallel I, Noumi E, Kadmi Y, Hentati H, Tobji S, et al. Antioxidant and antiproliferative potential of biosurfactants isolated from Lactobacillus casei and their anti-biofilm effect in oral Staphylococcus aureus strains. Microbial Pathogenesis 2017;104:84-9. 21. Rybalchenko OV, Bondarenko VM, Orlova OG, Markov AG, Amasheh S. Inhibitory effects of Lactobacillus fermentum on microbial growth and biofilm formation. Archives of Microbiology 2015;197(8):1027-32. 22. McCarthy H, Rudkin JK, Black NS, Gallagher L, O'Neill E, O'Gara JP. Methicillin resistance and the biofilm phenotype in Staphylococcus aureus. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 2015;5:1.
دانشور پزشکی
دوره 25، شماره 5 - شماره پیاپی 132
132
آذر و دی 1396
صفحه 55-62

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار