Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Verbesserte Tests zur Ermittlung der antibiotischen Wirkung auf planktonische und sessile Bakterien am Beispiel von 1,8-Cineol

Brotzmann V, Schuermann M, Kaltschmidt B, Kaltschmidt C und Sudhoff H

Das Screening von Antibiotika ist ein obligatorischer Arbeitsschritt bei der Arzneimittelentwicklung. Zur Prüfung der Wirksamkeit stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, die sich in Diffusions- und Verdünnungsmethoden unterteilen lassen. Diffusionsmethoden in agarbasierten Medien sind eher qualitative Ansätze, während Verdünnungsmethoden, die üblicherweise in Polystyrol-Mikrotiterplatten durchgeführt werden, häufig verwendet werden, um die minimale Hemmkonzentration (MIC) und die minimale Biofilm-Hemmkonzentration (MBIC50) quantitativ zu bestimmen. Bei diesen standardisierten Tests werden die physikalischen Eigenschaften des Wirkstoffs, z. B. seine hydrophoben Eigenschaften und seine thermische Instabilität, häufig vernachlässigt. Diese Studie vergleicht verschiedene Diffusionstests hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit und verbesserte Verdünnungstests hinsichtlich der thermischen Empfindlichkeit und des hydrophoben Charakters von Antibiotika. Wir haben 1,8-Cineol, eine hydrophobe antibakterielle Komponente ätherischer Öle, auf den Erreger Staphylococcus aureus angewendet und den Einfluss der Inkubationszeit, der Zellkulturgefäße und der üblicherweise verwendeten Tenside auf den Test untersucht. Die vorliegende Studie beschreibt einen optimierten Diffusionsassay und ein Protokoll zur genauen Bestimmung der MIC und MBIC50 von thermisch instabilen hydrophoben Antibiotika. Unsere Assays können einfach durchgeführt werden, da sie auf optischen Dichtemessungen und einfacher Kristallviolettfärbung basieren. Wir kommen zu dem Schluss, dass vorläufige Screenings von hydrophoben Substanzen mit der Well-Diffusionsmethode durchgeführt werden können. Für die Bestimmung der MIC und MBIC50 empfehlen wir jedoch dringend die Verwendung von gereinigten und geätzten Glasröhrchen anstelle von Polystyrol-Zellkulturplatten. Die Verwendung der Tenside Tween 80 oder Tween 20 erwies sich als unnötig und verfälschte zudem die Ergebnisse. Zusammengenommen können unsere verbesserten Standardtechniken dazu beitragen, das antimikrobielle Potenzial hydrophober Antibiotika, z. B. ätherischer Öle, besser zu quantifizieren. Dies kann neue Einblicke in die Wirkungsweise geben und darüber hinaus die Entwicklung neuer antimikrobieller Substanzen ermöglichen, die dringend benötigt werden, um Resistenzen gegen gängige Antibiotika zu bekämpfen.