Aktivita rostlinných látek proti bakteriálním biofilmům

Michal Švorc

Master's thesis

Activity of plant derived compounds against bacterial biofilms

Abstract:

Bakteriální biofilmy jsou přisedlé kolonie bakterií, lišící se od planktonicky žijících buněk zvýšenou rezistencí vůči vnějším faktorům. Biofilmy mohou být tvořeny patogenními bakteriemi, které bývají příčinou kontaminací v potravinářském průmyslu, medicíně a dalších oborech. Kromě ohrožení veřejného zdraví jsou biofilmy příčinou velkých ekonomických ztrát nejen v potravinářství, ale i v dalších odvětvích průmyslu, kde způsobují nejčastěji korozi a snižují tepelnou výměnu. Proto je studium vývoje nových metod eliminace biofilmu předmětem zájmu jak v medicíně, tak v potravinářství. Snížená citlivost bakterií vede vědce celého světa k pokusům využití antimikrobiálních látek rostlinného původu, které by v budoucnu mohly představovat alternativu pro aplikaci antibiotik.Tato diplomová práce je zaměřena na patogenní bakterii Staphylococcus aureus (S. aureus), která se vyznačuje svou schopností tvořit biofilmy a která je původcem alimentárních onemocnění způsobených produkcí enterotoxinu.V první, části této diplomové práce je charakterizován bakteriální druh S. aureus, popsána problematika bakteriálních biofilmů a možnosti jejich detekce a eliminace. Druhá část této práce je věnována laboratorním pokusům. Cílem této diplomové práce je vyhodnocení aktivity vybraných rostlinných látek (antrachinon-2-karboxylová kyselina, arbutin a hydrochinon) proti tvorbě biofilmu S. aureus za použití modifikované mikrodiluční metody in vitro. U všech třech testovaných látek byl zjištěn inhibiční účinek proti tvorbě biofilmu při koncentraci 64 mikrogramů/ml, což je stejná hodnota jako u použitého kontrolního antibiotika.

Abstract:

Bacterial biofilms are sessile colonies which are different from planktonic cells by increased resistance to external factors. Biofilms can be formed by pathogenic bacteria causing contamination particularly in food industry and in medicine. Beside the threat to public health, bacterial biofilms represent serious economic losses not only in the food industry but also in other sectors of industry where they cause corrosion and reduce the heat transfer. That is why the study of this topic represents the object of interest both in medicine and in food industry. Decrease of the bacterial sensibility to drugs leads the worlds scientists to experiment with use of antimicrobial plant derived compounds. These compounds could represent an alternative of antibiotic therapy. This master thesis is focused on pathogenic bacterium Staphylococcus aureus (S. aureus) which is known for its ability to form a biofilm and which is responsible for numerous food intoxications caused by production of staphylococcal enterotoxins.In the first part of this thesis, the bacterial species S. aureus is characterized and the problematic of bacterial biofilms and the possibilities of their detection and elimination are described. The second part reports laboratory experiments. The aim of this thesis is to evaluate the activity of selected plant-derived compounds (anthraquinone-2-carboxylic acid, arbutin and hydroquinone) against biofilm formation of S. aureus using a modified microdilution method in vitro. The inhibitory effect of all three tested compounds against biofilm formation was observed at the concentration of 64 micrograms/ml, which is the same value as was detected in case of control antibiotic.

Keywords

Biofilm, bakterie, Staphylococcus aureus, rostlinné látky, antimikrobiální

Keywords

plant derived compounds, bacteria, Staphylococcus aureus, antimicrobial, Biofilm

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Nový, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Farm Products Quality and Processing / Farm Products Quality and Processing