Antibakteriální aktivita konopných extraktů v různém stádiu zralosti

Bc. Jana Štěpánová

Master's thesis

Antibacterial activity of hemp extracts in various harvesting periods

Abstract:

Předložená diplomová práce byla zaměřena na studium antibakteriální aktivity konopných extraktů v různém stádiu zralosti (1–13 týdnů stáří rostliny). Konkrétně se zabývala aktivitou proti patogenní bakterii Staphylococcus aureus. Teoretická část práce je zaměřena na problematiku S. aureus, jakožto jednoho z nejvýznamnějších patogenů se schopností rezistence proti antibiotické léčbě. Dále se práce zabývala také rostlinou Cannabis sativa L. a jejími účinky na lidské zdraví, především účinky antimikrobiálními. V této práci, byl také zdůrazněn celkový význam konopí ve výživě člověka jakožto zdroje esenciálních mastných kyselin, bílkovin či vlákniny. Praktická část práce byla prováděna pomocí standardizované mikrodiluční metody, kdy byla stanovována minimální inhibiční koncentrace (MIC) 13 extraktů. Hodnoty této koncentrace byly stanoveny jako modus nejnižších zaznamenaných koncentrací konopných extraktů vedoucích k 80% úbytku růstu bakterie S. aureus oproti kontrole. Testovány byly extrakty konopí setého v různém stádiu zralosti, a to konkrétně v průběhu 13 týdnů. Obsah kanabinoidů všech extraktů byl identifikován pomocí vysoce účinné kapalinové chromatografie s detektorem diodového pole (HPLC-DAD), se zaměřením na kanabinoidy CBD, CBG, CBL, CBN a THC. Testování probíhalo s bakteriemi, které byly zastoupeny meticilin-senzitivním ATCC 29213 a meticilin-rezistentním ATCC 43300 druhem. Stanovené hodnoty MIC proti těmto patogenům se pohybovaly v rozmezí hodnot od 16 μg/ml do 256 μg/ml. Nejnižší hodnota byla naměřena u obou kmenů v sedmém týdnu sklizně. Hodnoty nevykázaly žádný významný rozdíl mezi druhy meticilin-senzitivními a meticilin-rezistentními. Lze konstatovat, že extrakty s obsahem kanabinoidů mají antibakteriální účinky proti grampozitivnímu patogenu S. aureus jak meticilin-senzitivního, tak meticilin-rezistentního. U obou kmenů byla nejnižší hodnota MIC naměřena v sedmém týdnu zralosti rostliny, to je tedy období optimální sklizně při využití konopí pro antibakteriální účely.

Abstract:

The presented thesis is focused on the study of antibacterial activity of cannabis extracts at various stages of maturity (1–13 weeks). Specifically, it deals with the activity against the pathogenic bacterium Staphylococcus aureus. The theoretical part of the thesis deals with S. aureus as one of the most important pathogens with the ability to resist antibiotic treatment. The thesis also deals with the plant Cannabis sativa L. and its effects on human health, especially antimicrobial effects. In this work, the overall importance of cannabis in human nutrition, for example as a source of essential fatty acids, protein or fibre, is also highlighted. The practical part of the work was done by using a standardized microdilution method, where the minimum inhibitory concentration (MIC) of 13 extracts was determined. The values of this concentration were determined as the modus of the lowest recorded concentrations of cannabis extracts leading to an 80% reduction in the growth of S. aureus compared to the control. The cannabis extracts were tested at different stages of maturity, specifically over a 13-week period. The cannabinoid content of all extracts was identified by high performance liquid chromatography with diode array detector (HPLC-DAD), focusing on the cannabinoids CBD, CBG, CBL, CBN and THC. Testing was performed with bacteria represented by methicillin-sensitive ATCC 29213 and methicillin-resistant ATCC 43300 species. The MICs determined against these pathogens ranged from 16 μg/ml to 256 μg/ml. The lowest value was measured for both strains in the seventh week of harvest. The values showed no significant difference between methicillin-susceptible and methicillin-resistant species. It can be concluded that extracts containing cannabinoids have antibacterial effects against both methicillin-sensitive and methicillin-resistant Gram-positive pathogen S. aureus. For both strains, the lowest MIC value was measured in the seventh week of plant maturity, which is the optimal harvest period for the use of cannabis for antibacterial purposes.

Keywords

konopí, kanabinoidy, inhibice, bakterie, infekce

Keywords

infection, cannabis, cannabinoids, inhibition, bacteria

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 16. 5. 2023
• Supervisor: prof. MVDr. Eva Skřivanová, Ph.D.
• Reader: Ladislav Čermák, Ing., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition