Sąlygos ir medžiagos bakterijų daugiavaisčio atsparumo siurblių veiklos tyrimams

Abstract

Bakterijų atsparumas antibiotikams gali būti nulemtas įvairių mechanizmų ir ląstelių savybių. Daugiavaistis atsparumas – tai būsena, kai mikroorganizmai geba priešintis įvairių cheminių medžiagų poveikiui, tarp jų ir skirtingos struktūros antibiotikams. Išmetimo siurbliai sugeba išstumti iš ląstelių skirtingus lipofilinius ir ampifilinius junginius. Šiame darbe palyginome išmetimo siurblių aktyvumo tyrimų rezultatus, gautus naudojant 4 skirtingas indikatorines medžiagas ir 2 skirtingus tyrimo metodus, įvertinome, kokią įtaką tokiomis pačiomis sąlygomis tiriamai siurblių veiklai turi 9 skirtingi išmetimo siurblių substratai. Pademonstravome, kad gauti rezultatai gali reikšmingai skirtis priklausomai nuo terpės pH ir bakterijų išorinės membranos laidumo. Pirmą kartą tyrimams panaudoti laboratorijoje sukurti etidžiui ir PABN atrankūs elektrodai. Pirmą kartą buvo kiekybiškai įvertintas siurblių efektyvumas, t.y. apskaičiuotas iš ląstelės išmetamas indikatorinių medžiagų kiekis per laiko vienetą. Naudojant kelias fluorescuojančias indikatorines medžiagas, buvo ištirta jų sąveiką su nefluorescuojančiais substratais ir siurblių slopikliais Darbo metu gautos žinios leidžia kompleksiškai įvertinti skirtingais tyrimų metodais gautus rezultatus bei pasiūlyti optimalias sąlygas eksperimentams.

Antimicrobial resistance of bacteria is determined by different mechanisms as well as cell properties. Multiple drug resistance is insensitivity of microorganisms to antibiotics and treatment with different compounds. Efflux pumps (EPs) are able to extrude different lipophilic and amphiphilic compounds. In this work we compared the results obtained by two different methods using four indicator compounds. The impact of 9 different EP substrates on registered efflux activity was evaluated at the identical conditions. We showed that the obtained results could significantly differ depending on medium pH and bacterial outer membrane permeability. The novel ethidium- and phenylalanylarginyl-β-naphtylamide- selective electrodes were used for research. For the first time, the quantitative assessment of EPs efficiency was performed, i.e. we determined the number of indicator molecules extruded by a cell per unit of time. Several fluorescent substrates were used to register their interaction with nonfluorescent EP substrates and inhibitors. Results of this study bring additional knowledge that enables a complex evaluation of methodological aspects to design the optimal experimental conditions.