天然物とポリソルベート。緑膿菌のバイオフィルム形成の潜在的な阻害剤

Natural products and polysorbates: Potential Inhibitors of biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa.

• Mariam Miari
• Sari S Rasheed
• Nathaline Haidar Ahmad
• Dana Itani
• Antoine Abou Fayad
• Ghassan M Matar

抄録

序論:

スーパーバグが課しているすべての課題で、バイオフィルム形成は、より複雑な様々な課題に対する扉を開く。このような問題は、後者の抗生物質が細菌細胞にほとんどアクセスできないようにする能力によって強調され、抗バイオフィルム形成剤を見つけることの重要性に光を当てることができるかもしれません。そこで、天然物抽出物（ショウガ、ワイルドブルーベリー）とポリソルベート（PS20、PS80）のバイオフィルム形成に対する阻害効果を分子レベルで評価した。

INTRODUCTION: With all the challenges super bugs are imposing, biofilm formation opens the door against various more complicated challenges. Such issue may be highlighted with the ability of the latter to render the antibiotics hardly accessible to bacterial cells and sheds the light on the importance of finding antibiofilm formers. Therefore, we assessed the inhibitory effect of natural product extracts (ginger, wild blueberry) and polysorbates (PS20, PS80) on biofilm formation at the molecular level.

方法:

生姜（Zingiber Officinale）、野生のブルーベリー（Vaccinium Angustifolium）およびポリソルベートの緑膿菌（PAN14）増殖に対する効果を試験するために、増殖阻害アッセイを実施した。バイオフィルムエキソ多糖類をコードする遺伝子（ndvB, pelC, algC）と、LasI/LasR系およびRhlI/RhlR系の定足数感知遺伝子（lasI, lasR, rhlI, rhlR）の転写レベルをRT qPCRで評価した。

METHODOLOGY: Growth inhibition assay was performed to test the effect of ginger (Zingiber Officinale), wild blueberry (Vaccinium Angustifolium), and polysorbates on Pseudomonas aeruginosa (PAN14) growth. Transcription levels of biofilm exopolysaccharides encoding genes (ndvB, pelC, algC) and quorum sensing genes (lasI, lasR, rhlI, rhlR) for LasI/LasR and RhlI/ RhlR systems were evaluated by RT qPCR.

結果:

その結果、ポリソルベートとショウガとワイルドブルーベリーの抽出物は、いずれも緑膿菌の増殖に影響を及ぼさなかった。バイオフィルムの検討から、バイオフィルムの形成を抑制するために使用された処理の有効性が明らかになった。さらに、バイオフィルムのエクソ多糖類とそのノルムセンシングシステムについて試験したすべての遺伝子の発現の有意な減少が観察された。

RESULTS: The polysorbates and the extracts of both ginger and wild blueberry had no effect on the growth of P. aeruginosa. Biofilms' examination has unraveled the effectiveness of treatments used in reducing its formation. Moreover, a significant reduction in the expression of all genes tested for biofilm exopolysaccharides and its quorum sensing system was observed.

結論:

これらの結果から，P. aeruginosaのバイオフィルム形成に対するショウガやワイルドブルーベリーの成分，ポリソルベート20および80の作用機序が明らかになった。今後の研究では、ハーブ抽出物の各画分の抗バイオフィルム効果を個別に評価する必要がある。

CONCLUSION: The decrease in the relative gene expression of the exopolysaccharides and quorum sensing encoding genes sheds the light on the mechanism of action of ginger and wild blueberry's constituents as well as polysorbates 20 and 80 on P. aeruginosa biofilm formation. Future studies need to assess the antibiofilm effect of each fraction of herbal extracts separately.

Copyright (c) 2020 Mariam Miari, Sari S Rasheed, Nathaline Haidar Ahmad, Dana Itani, Antoine Abou Fayad, Ghassan M Matar.