Rajasekharan, Satish Kumar;Ramesh, Samiraj;Satish, Ann Susan;Lee, Jintae
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제27권3호
/
pp.542-551
/
2017
Small phytochemicals have been successfully adopted as antibacterial chemotherapies and are being increasingly viewed as potential antibiofilm agents. Some of these molecules are known to repress biofilm and toxin production by certain bacterial and yeast pathogens, but information is lacking with regard to the genes allied with biofilm formation. The present study was performed to investigate the inhibitory effect of burdock root extract (BRE) and of chlorogenic acid (CGA; a component of BRE) on clinical isolates of Klebsiella pneumoniae. BRE and CGA exhibited significant antibiofilm activity against K. pneumoniae without inflicting any harm to its planktonic counterparts. In vitro assays supported the ${\beta}$-lactamase inhibitory effect of CGA and BRE while in silico docking showed that CGA bound strongly with the active sites of sulfhydryl-variable-1 ${\beta}$-lactamase. Furthermore, the mRNA transcript levels of two biofilm-associated genes (type 3 fimbriae mrkD and trehalose-6-phosphate hydrolase treC) were significantly downregulated in CGA- and BRE-treated samples. In addition, CGA inhibited biofilm formation by Escherichia coli and Candida albicans without affecting their planktonic cell growth. These findings show that BRE and its component CGA have potential use in antibiofilm strategies against persistent K. pneumoniae infections.
The detrimental impact of air pollution as a result of frequent exposure to fine particles posed a global public health risk mainly to the pulmonary disorders in pediatric and geriatric population. Here, we reviewed the current literature regarding the role of ginseng and/or its components as antimicrobials, especially against pathogens that cause respiratory infections in animal and in vitro models. Some of the possible mechanisms for ginseng-mediated viral inhibition suggested are improvements in systemic and mucosa-specific antibody responses, serum hemagglutinin inhibition, lymphocyte proliferation, cell survival rate, and viral clearance in the lungs. In addition, ginseng reduces the expression levels of proinflammatory cytokines (IFN-γ, TNF-α, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8) and chemokines produced by airway epithelial cells and macrophages, thus preventing weight loss. In case of bacterial infections, ginseng acts by alleviating inflammatory cytokine production, increasing survival rates, and activating phagocytes and natural killer cells. In addition, ginseng inhibits biofilm formation and induces the dispersion and dissolution of mature biofilms. Most clinical trials revealed that ginseng, at various dosages, is a safe and effective method of seasonal prophylaxis, relieving the symptoms and reducing the risk and duration of colds and flu. Taken together, these findings support the efficacy of ginseng as a therapeutic and prophylactic agent for respiratory infections.
The periodontal diseases are infections caused by bacteria in oral biofilm, a gelatinous mat commonly called dental plaque, which is a complex microbial community that forms and adhere to tooth surfaces. Host immune-pathogen interaction in periodontal disease appears to be a complex process, which is regulated not only by the acquired immunity to deal with ever-growing and -invading microorganisms in periodontal pockets, but also by genetic and/or environmental factors. However, our understanding of the pathogenesis in human periodontal diseases is limited by the lack of specific and sensitive tools or models to study the complex microbial challenges and their interactions with the host's immune system. Recent advances in cellular and molecular biology research have demonstrated the importance of the acquired immune system in fighting the virulent periodontal pathogens and in protecting the host from developing further devastating conditions in periodontal infections. The use of genetic knockout and immunodeficient mouse strains has shown that the acquired immune response, in particular, $CD4^+$ T-cells plays a pivotal role in controlling the ongoing infection, the immune/inflammatory responses, and the subsequent host's tissue destruction.
To gain maximal benefit in a competitive environment, single-celled bacteria have adopted a community genetic regulatory mechanism, known as quorum sensing (QS). Many bacteria use QS signaling systems to synchronize target gene expression and coordinate biological activities among a local population. N-acylhomoserine lactones (AHLs) are one family of the well-characterized QS signals in Gram-negative bacteria, which regulate a range of important biological functions, including virulence and biofilm formation. Several groups of AHL-degradation enzymes have recently been identified in a range of living organisms, including bacteria and eukaryotes. Expression of these enzymes in AHL-dependent pathogens and transgenic plants efficiently quenches the microbial QS signaling and blocks pathogenic infections. Discovery of these novel quorum quenching enzymes has not only provided a promising means to control bacterial infections, but also presents new challenges to investigate their roles in host organisms and their potential impacts on ecosystems.
Background Implant-related deformities in aesthetic rhinoplasty are a major problem for rhinoplasty surgeons. Capsular contracture is believed to be the pathological cause of delayed contour deformities, comparable to breast implant-related contracture. This study investigated the prevalence of bacterial biofilms and other epidemiological factors related to capsular contracture in cases of silicone augmentation rhinoplasty. Methods Thirty-three patients who underwent corrective rhinoplasty due to a delayed contour deformity or aesthetic revision after implant rhinoplasty were studied from December 2014 to December 2016. All recruited patients received surgical correction by the authors. The patients were categorized by clinical severity into four grades. Demographic data and related confounding factors were recorded. Samples of capsular tissue and silicone removed from each patient were analyzed for the presence of a biofilm by ultrasonication with bacterial culture and scanning electron microscopy. Results Thirty-three paired samples of capsular tissue and silicone implants from the study group were analyzed. Biofilms were detected in one of 10 subjects (10%) with grade 1 contracture, two of four (50%) with grade 2 contracture, 10 of 14 (71.40%) with grade 3 contracture, and four of five (80%) with grade 4 contracture (P<0.05). The organisms found were Staphylococcus epidermidis (47.10%), coagulase-negative staphylococci (35.30%), and Staphylococcus aureus (17.60%). Conclusions As with breast implant-related capsular contracture, silicone nasal augmentation deformities likely result from bacterial biofilms. We demonstrated the prevalence of biofilms in patients with various degrees of contracture. Implant type and operative technique seemed to have only vague correlations with biofilm presence.
Lee, Hye Soo;Song, Hun-Suk;Lee, Hong-Ju;Kim, Sang Hyun;Suh, Min Ju;Cho, Jang Yeon;Ham, Sion;Kim, Yun-Gon;Joo, Hwang-Soo;Kim, Wooseong;Lee, Sang Ho;Yoo, Dongwon;Bhatia, Shashi Kant;Yang, Yung-Hun
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제31권8호
/
pp.1060-1068
/
2021
Community-associated Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) is notorious as a leading cause of soft tissue infections. Despite several studies on the Agr regulator, the mechanisms of action of Agr on the virulence factors in different strains are still unknown. To reveal the role of Agr in different CA-MRSA, we investigated the LACΔagr mutant and the MW2Δagr mutant by comparing LAC (USA300), MW2 (USA400), and Δagr mutants. The changes of Δagr mutants in sensitivity to oxacillin and several virulence factors such as biofilm formation, pigmentation, motility, and membrane properties were monitored. LACΔagr and MW2Δagr mutants showed different oxacillin sensitivity and biofilm formation compared to the LAC and MW2 strains. Regardless of the strain, the motility was reduced in Δagr mutants. And there was an increase in the long chain fatty acid in phospholipid fatty acid composition of Δagr mutants. Other properties such as biofilm formation, pigmentation, motility, and membrane properties were different in both Δagr mutants. The Agr regulator may have a common role like the control of motility and straindependent roles such as antibiotic resistance, biofilm formation, change of membrane, and pigment production. It does not seem easy to control all MRSA by targeting the Agr regulator only as it showed strain-dependent behaviors.
Persister cell formation and biofilms of pathogens are extensively involved in the development of chronic infectious diseases. Eradicating persister cells is challenging, owing to their tolerance to conventional antibiotics, which cannot kill cells in a metabolically dormant state. A high frequency of persisters in biofilms makes inactivating biofilm cells more difficult, because the biofilm matrix inhibits antibiotic penetration. Fatty acids may be promising candidates as antipersister or antibiofilm agents, because some fatty acids exhibit antimicrobial effects. We previously reported that fatty acid ethyl esters effectively inhibit Escherichia coli persister formation by regulating an antitoxin. In this study, we screened a fatty acid library consisting of 65 different fatty acid molecules for altered persister formation. We found that undecanoic acid, lauric acid, and N-tridecanoic acid inhibited E. coli BW25113 persister cell formation by 25-, 58-, and 44-fold, respectively. Similarly, these fatty acids repressed persisters of enterohemorrhagic E. coli EDL933. These fatty acids were all medium-chain saturated forms. Furthermore, the fatty acids repressed Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) biofilm formation (for example, by 8-fold for lauric acid) without having antimicrobial activity. This study demonstrates that medium-chain saturated fatty acids can serve as antipersister and antibiofilm agents that may be applied to treat bacterial infections.
Wang, Wenjun;Wu, ziman;Shi, peiru;Wu, pinyun;Qin, peng;Yu, lin
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제32권2호
/
pp.263-267
/
2022
The aim of this study was to determine whether the antibacterial activity of chitosan-modified Fe3O4 (CS@Fe3O4) nanomaterials against Acinetobacter baumannii (A. baumannii) is mediated through changes in biofilm formation and reactive oxygen species (ROS) production. For this purpose, the broth dilution method was used to examine the effect of CS@Fe3O4 nanoparticles on bacterial growth. The effects of CS@Fe3O4 nanoparticles on biofilm formation were measured using a semi-quantitative crystal violet staining assay. In addition, a bacterial ROS detection kit was used to detect the production of ROS in bacteria. The results showed that CS@Fe3O4 nanoparticles had a significant inhibitory effect on the colony growth and biofilm formation of drug-resistant A. baumannii (p < 0.05). The ROS stress assay revealed significantly higher ROS levels in A. baumannii subjected to CS@Fe3O4 nanoparticle treatment than the control group (p < 0.05). Thus, we demonstrated for the first time that CS@Fe3O4 nanoparticles had an inhibitory effect on A. baumannii in vitro, and that the antibacterial effect of CS@Fe3O4 nanoparticles on drug-resistant A. baumannii was more significant than on drug-sensitive bacteria. Our findings suggest that the antibacterial mechanism of CS@Fe3O4 nanoparticles is mediated through inhibition of biofilm formation in drug-resistant bacteria, as well as stimulation of A. baumannii to produce ROS. In summary, our data indicate that CS@Fe3O4 nanoparticles could be used to treat infections caused by drug-resistant A. baumannii.
Objectives: Bacterial biofilm is regarded as a significant threat to the production of safe food and the arise of antibiotic-resistant bacteria. The objective of this investigation is to evaluate the quorum sensing inhibitory effect of Nepeta curviflora methanolic extract. Methods: The effectiveness of the leaves at sub-inhibitory concentrations of 2.5, 1.25, and 0.6 mg/mL on the virulence factors and biofilm formation of P. aeruginosa was evaluated. The effect of N. curviflora methanolic extract on the virulence factors of P. aeruginosa, including pyocyanin, rhamnolipid, protease, and chitinase, was evaluated. Other tests including the crystal violet assay, scanning electron microscopy (SEM), swarming motility, aggregation ability, hydrophobicity and exopolysaccharide production were conducted to assess the effect of the extract on the formation of biofilm. Insight into the mode of antiquorum sensing action was evaluated by examining the effect of the extract on the activity of N-Acyl homoserine lactone (AHL) and the expression of pslA and pelA genes. Results: The results showed a significant attenuation in the production of pyocyanin and rhamnolipid and in the activities of protease and chitinase enzymes at 2.5 and 1.25 mg/mL. In addition, N. curviflora methanolic extract significantly inhibited the formation of P. aeruginosa biofilm by decreasing aggregation, hydrophobicity, and swarming motility as well as the production of exopolysaccharide (EPS). A significant reduction in AHL secretion and pslA gene expression was observed, indicating that the extract inhibited quorum sensing by disrupting the quorum-sensing systems. The quorum-sensing inhibitory effect of N. curviflora extract appears to be attributed to the presence of kaempferol, quercetin, salicylic acid, rutin, and rosmarinic acid, as indicated by LCMS analysis. Conclusion: The results of the present study provide insight into the potential of developing anti-quorum sensing agents using the extract and the identified compounds to treat infections resulting from quorum sensing-mediated bacterial pathogenesis.
Importance: Staphylococcus aureus and Escherichia coli contribute to global health challenges by forming biofilms, a key virulence element implicated in the pathogenesis of several infections. Objective: The study examined the efficacy of various generations of cephalosporins against biofilms developed by pathogenic S. aureus and E. coli. Methods: The development of biofilms by both bacteria was assessed using petri-plate and microplate methods. Biofilm hydrolysis and inhibition were tested using first to fourth generations of cephalosporins, and the effects were analyzed by crystal violet staining and phase contrast microscopy. Results: Both bacterial strains exhibited well-developed biofilms in petri-plate and microplate assays. Cefradine (first generation) showed 76.78% hydrolysis of S. aureus biofilm, while significant hydrolysis (59.86%) of E. coli biofilm was observed by cefipime (fourth generation). Similarly, cefuroxime, cefadroxil, cefepime, and cefradine caused 78.8%, 71.63%, 70.63%, and 70.51% inhibition of the S. aureus biofilms, respectively. In the case of E. coli, maximum biofilm inhibition (66.47%) was again shown by cefepime. All generations of cephalosporins were more effective against S. aureus than E. coli, which was confirmed by phase contrast microscopy. Conclusions and Relevance: Cephalosporins exhibit dual capabilities of hydrolyzing and inhibiting S. aureus and E. coli biofilms. First-generation cephalosporins exhibited the highest inhibitory activity against S. aureus, while the third and fourth generations significantly inhibited E. coli biofilms. This study highlights the importance of tailored antibiotic strategies based on the biofilm characteristics of specific bacterial strains.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.