Efekt iontů těžkých kovů na biologické vlastnosti, rezistenci a virulenci

Mgr. Dagmar Chudobová

Doctoral thesis

The effect of heavy metal ions on the biological properties, resistance and virulence

Abstract:

Bakteriální infekce s komplikovaným průběhem, a tudíž zdlouhavou, mnohdy i neřešitelnou léčbou způsobenou vznikající rezistencí vůči antibiotickým léčivům, jsou v současnosti stále častějším problémem řady medicínských oborů. Předkládaná práce s názvem "Efekt iontů těžkých kovů na biologické vlastnosti, rezistenci a virulenci" byla primárně zaměřena na studium vlivu vybraných iontů kovů (Ag+, Cd2+, Cu2+, Pb2+ a Zn2+) na biochemické vlastnosti bakteriálních kmenů, zejména na pozorování jejich vlivu na tvorbu volných kyslíkových radikálů, vznik oxidačního stresu a růstové vlastnosti. Průkaz vlivu kovů na biochemické parametry, ale především jejich významný antimikrobiální efekt, nasměroval naše další studie na testování antimikrobiální aktivity kovů (nejčastěji stříbra), popřípadě kovů ve formě nanočástic syntetizovaných do komplexů s polymerními látkami (chitosanem a kyselinou hyaluronovou). Dosažené výsledky jednoznačně prokazovaly formu nanočástic jako nejvhodnější, proto byly následně porovnávány účinky prokazatelně antimikrobiálních nanočástic stříbra s nanočásticemi polokovu selenu, se kterým jsme dosáhli ještě slibnějších výsledků v oblasti antimikrobiální aktivity. V neposlední řadě byl testován vliv dlouhodobého působení iontů kovů na vznikající rezistenci nebo tzv. multirezistenci v případě zkřížené rezistence kovů a antibiotických léčiv.

Abstract:

Bacterial infections with complicated process and therefore lengthy, often unsolvable treatment due to emerging resistance to antibiotic drugs are currently increasingly frequent problem of many medical fields. The presented thesis entitled "Effect of heavy metal ions on the biological properties, resistance and virulence" was primarily focused on the study of selected metal ions (Ag +, Cd2+, Cu2+, Pb2+ and Zn2+) on the biochemical properties of bacterial strains, in particular observing their influence on free radical formation, creation of oxidative stress and growth properties. Detection of the influence of metals not only on biochemical parameters, but mainly their significant antimicrobial effect directed our further studies to testing of antimicrobial activity of metals (usually silver) or metal nanoparticles synthesized in complexes with polymer substances (chitosan, hyaluronic acid). The obtained results clearly showed the nanoparticles as the best form, so the effects of proven antimicrobial silver nanoparticles were subsequently compared with metalloid selenium nanoparticles, which even surpassed the previous results of antimicrobial activity. Finally, the effect of long-term action of metal ions on the emerging resistance or so-called multiresistance in the case of cross-resistance of metals and antibiotic drugs was tested.

Keywords

antibiotika, kovy a polokovy, nanočástice kovů, bakterie

Keywords

antibiotics, metal nanoparticles, bacteria, metals and semimetals

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 12. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 19. 1. 2015
• Supervisor: doc. RNDr. Vojtěch Adam, Ph.D.
• Reader: Zbyšek Sládek, Ph.D., prof. MVDr., Miroslava Beklová, externi, Ivana Márová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Agronomy

Doctoral programme / field:
Chemistry / Agricultural Chemistry