Studium interakcí antibiotik a antiseptických látek přírodního charakteru

Bc. Angelika Pelcová

Master's thesis

Interactions of naturally-derived antiseptics and antibiotics

Abstract:

Bovinní mastitida je infekční onemocnění, jež má negativní dopad na mlékárenský průmysl. Tuto nemoc rovněž zapříčiňují bakteriální kmeny, jež mohou vykazovat rezistencí na antibiotickou terapii. To může mít velmi nežádoucí vliv na samotnou léčbu, welfare dojnic a ekonomické aspekty. I mezi streptokokálními původci mastitidy se mohou vyskytovat kmeny s určitou mírou odolnosti vůči antibiotikům. Z tohoto důvodu byly v této závěrečné práci vybrány dva streptokokální původci mastitidy – Streptococcus agalactiae (CCM 6187) a Streptococcus dysgalactiae (DSM 20662). Tato práce byla zaměřena na téma působení antiseptických látek přírodního charakteru, konkrétně pyrithion zinku (ZnP) v reakci s patogenními kmeny Streptococcus spp. Dalším cílem bylo zjistit antimikrobiální aktivitu ZnP a gentamicinu (GEN) a následně určit typy interakcí ZnP s GEN za použití in vitro mikrodiluční-šachovnicové metody. K tomu byly použity destičky o devadesáti šesti jamkách určené k mikrotitraci. Mikrodiluční metoda v těchto destičkách byla nejprve využita pro zjištění antimikrobiální aktivity ZnP a GEN. Poté byl stejný typ destiček použit u mikrodiluční-šachovnicové metody. Na základě z této metody obdržených indexů frakčních inhibičních koncentrací byly vyhodnoceny vzniklé interakce kombinace těchto antiseptik. V této práci byla stanovena antimikrobiální činnost ZnP a GEN ve vztahu k patogenním kmenům Str. agalactiae a Str. dysgalactie. Dále byly nalezeny synergické a aditivní interakce ZnP v kombinaci s GEN. Synergismus ZnP s GEN byl detekován jak u Str. agalactiae při koncentracích ZnP 0,0625 µg/ml až 0,0078125 µg/ml, tak a u Str. dysgalactiae při koncentracích ZnP od 0,25 µg/ml až 0,0625 µg/ml. U zbylých koncentrací ZnP se jednalo o aditivní účinky. Na základě přítomnosti synergických interakcí testovaných látek v této práci, je vhodné pokračovat v dalším studiu této problematiky.

Abstract:

Bovine mastitis is an infectious disease, which has a negative impact on the dairy industry. This illness is also caused by bacterial strains, which may be resistant to the antibiotic therapy. This can have an undesirable impact on the treatment itself, wellfare of the dairy cows and the economical aspects. Even steptococcal pathogens causing bovine mastitis include strains which may be resilient to antibiotics. That is the reason, as to why in this final thesis, two strains of pathogenic Streptococcus spp. were chosen – Streptococcus agalactiae (CCM 6187) and Streptoccus dysgalactiae (DSM 20662). This thesis was focused on the topic of the influence of naturally-derived antiseptics, in particular zinc pyrithione (ZnP) in reaction with the pathogenic strains of Streptococcus spp. The next objective included the determination of the antimicrobial activity of ZnP and of gentamicin (GEN) and subsequently to identify the types of interactions of the combination of ZnP with GEN using the in vitro microdilution-checkerboard method. For this method, plates containing ninety six wells intended for microtitration, were used. Firstly, microdilution method in these plates was used to assess the antimicrobial activity of ZnP and GEN. Then, the same type of plates was used in microdilution-checkerboard method. Based on the fractional inhibitory concentrations indices acquired from this method, interactions of the combined antiseptics were evaluated. In this work, antimicrobial activity of ZnP and GEN in relation to the pathogenic strains of Str. agalactiae and Str. dysgalactie was determined. Afterwards, synergistic and additive interactions of ZnP combined with GEN were found. Synergisms of ZnP with GEN were detected in Str. agalactiae (with the concentration of zinc pyrithione 0,0625– 0,0078125 µg/ml) and in Str. dysgalactiae (with the concentration of zinc pyrithione 0,25– 0,0625 µg/ml). The rest of the interactions were additive effects. Based on the presence of the synergistic interactions of the tested substances in this thesis, it is beneficial to continue the study of this matter.

Keywords

inhibice, synergie, streptococcus, infekce, rezistence

Keywords

inhibition, synergy, streptococcus, infection, resistance

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. MVDr. Eva Skřivanová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food Quality and Processing of Agricultural Products