Антибактериальная активность лекарственных растений в отношении антибиотикочувствительных и антибиотикоустойчивых бактерий

Открытие антибиотиков в середине XX века привело к значительному повышению качества услуг системы здравоохранения и способствовало общему улучшению состояния здоровья населения Земли.
Из-за стремительного распространения антибиотикорезистентности в настоящее время мир оказался на пороге появления бактериальных инфекций, для лечения которых не существует ни одного эффективного препарата.
«ПОСТАНТИБИОТИЧЕСКАЯ ЭРА»

Во всем мире отмечается увеличение устойчивости патогенных для человека грамотрицательных бактерий к большинству антибактериальных препаратов с формированием экстремальной антибиотикорезистентности*.
Важная проблема здравоохранения последнего десятилетия - формирование экстремальной антибиоткорезистентности среди энтеробактерий, связанное с продукцией метало-β-лактамазы NDM-1.
Антибиотикочувствительность госпитального изолята Klebsiella pneumoniae K-116 (г. Гомель) – продуцента металло-бета-лактамазы NDM
*Экстремально-антибиотикорезистентные микроорганизмы (XDR, extensively drug-resistant) – микроорганизмы, нечувствительные к препаратам всех за исключением 1-2 классов антибиотиков
Панрезистентные микроорганизмы (PDR, pandrug-resistant) – микроорганизмы, нечувствительные ко всем антибиотикам всех классов
Clin Microbiol Infect. 2012 18(3):268-81

В традиционной медицине на протяжении тысячелетий используются антибактериальные свойства различных растений
Требуются экспериментальные данные об антибактериальной активности растений, произрастающих на территории Беларуси.
В мире интенсивно изучается возможность применения фитотерапии для лечения инфекций, вызванных экстремально-антибиотикорезистентными бактериями.

Цель исследования
Дать количественную оценку антибактериальной активности доступных в Беларуси официнальных лекарственных растений в отношении грамотрицательных бактерий, экстремально-устойчивых к антибиотикам

Лекарственные растения, включенные в исследование
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Лекарственные растения, включенные в исследование

Настои из официнальных лекарственных растений
Настои готовили путем 10-минутного кипячения на водяной бане сухого измельченного растительного сырья и дистиллированной воды в соотношении 1:10
охлаждали при температуре 24°С в течение 45 минут
процеживали через марлевый и бумажный фильтры
выполняли стерилизующую фильтрацию с помощью фильтров Filtropur S 0,45 (Sarstedt, Германия)

Экстремально-антибиотикорезистентные и антибиотикочувствительные микроорганизмы, отобранные для тестирования антибактериальной активности настоев из лекарственного сырья
* AM – ампициллин, AMC - амоксициллин/клавуланат, ATM – азтреонам, CTX – цефотаксим, SAM - ампициллин/ сульбактам, FEP – цефепим, CAZ – цефтазидим, IMP – имипенем, MEM – меропенем, CIP – ципрофлоксацин, AN – амикацин, D – доксициклин; «0» - чувствительность ко всем тестируемым антибактериальным препаратам.

из суточных культур тестируемых микроорганизмов готовили бактериальные суспензии с оптической плотностью 0,5 МакФарланд (108 КОЕ/мл)
по 1,5 мкл полученной суспензии вносили в лунки планшета, содержащие 150 мкл серийных разведений настоев лекарственных растений, конечная концентрация микроорганизмов - 106 КОЕ/мл
планшеты инкубировали в шейкере-термостате 18 ч - 35°С с постоянным низкоамплитудным встряхиванием
Определение минимальных подавляющих концентраций (МПК) настоев из растительного сырья методом микроразведений
Определение МПК водных экстрактов чабреца (ячейки в рядах 1-5) и березы (ячейки в рядах 6-10)
ряды 1, 6 - E.coli ATCC 25922;
ряды 2, 7 – P.aeruginosa P-100;
ряды 3, 8 – P.aeruginosa P-033;
ряды 4, 9 – A.baumannii A-081;
ряды 5, 10 – A.baumannii A-105
готовили двукратные серийные разведения настоев в бульоне Мюллера-Хинтона от 1:20 до 1:1280
учет МПК проводили по отсутствию видимого роста микроорганизмов, сравнивая опытные и контрольные лунки со стерильной питательной средой

инкубация 24 часа при 35°С
визуальная оценка рост микроорганизмов на ГРМ-агаре
минимальная концентрация, предотвращающая микробный рост, указывалась как МБК
Определение минимальных бактерицидных концентраций (МБК) настоев из растительного сырья
Определение минимальных бактерицидных концентраций для водных экстрактов лекарственных растений
а – шаблон для нанесения капель;
б – определение МБК водного экстракта коры дуба для P.aeruginosa P-100 (споты 1-8) и P.aeruginosa P-033 (споты 9-16);
в – определение МБК водного экстракта можжевельника для E.coli ATCC 25922
(споты 1-4), P.aeruginosa P-100 (споты 5-8), P.aeruginosa P-033 (споты 9-12), A.baumannii A-081 (споты 13-16)
выполняли высев 10 мкл содержимого каждой лунки на сектор плотной питательной среды (ГРМ-агара)
значения МПК и МБК пересчитывались как концентрации густого экстракта, растворенного в питательной среде (мг/мл)
Экстракты из лекарственного сырья считали обладающими антибактериальным действием при значениях МПК ≤1 мг/мл

РЕЗУЛЬТАТЫ
В тестируемых диапазонах концентраций ни один из включенных в исследование водных настоев не проявлял антибактериальной активности в отношении изолятов K.pneumoniae, что может быть связано с наличием у бактерий мощного слизистого полисахаридного капсульного слоя, затрудняющего проникновение активных бактерицидных компонентов к клеточной стенке микроба.
K.pneumoniae, окраска по Бурри-Гинсу
капсула

Минимальные подавляющие концентрации (МПК) водных экстрактов из официнальных лекарственных растений в отношении экстремально-антибиотикорезистентных и антибиотикочувствительных изолятов грамотрицательных бактерий, мг/мл

Минимальные бактерицидные концентнрации (МБК) водных экстрактов из официнальных лекарственных растений в отношении экстремально-антибиотикорезистентных и антибиотикочувствительных изолятов грамотрицательных бактерий, мг/мл

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Некоторые виды растений, широко используемых в традиционной медицине Беларуси (брусника обыкновенная, толокнянка обыкновенная, дуб обыкновенный), проявляют выраженный бактерицидный эффект в отношении как антибиотикочувствительных, так и экстремально-антибиотикорезистентных изолятов грамотрицательных бактерий.
Минимальные подавляющие концентрации водных настоев из растительного сырья в десятки и сотни раз превышают МПК антибиотиков для антибиотикочувствительных микроорганизмов.
В случае инфекций, вызванных экстремально-антибиотикорезистентными грамотрицательными микроорганизмами, можно рассматривать возможность местного использования растительных препаратов в дополнение к проводимой антибиотикотерапии.