Antibiofilm activity of aminopropanol derivatives against Pseudomonas aeruginosa

M. L. Dronova,V. V. Nedashkivska,Z. S. Suvorova,A. O. Sharova,N. O. Vrynchanu,D. M. Dudikova

doi:10.32352/0367-3057.1.17.12

Abstract

Bacterial biofilm, particularly formed by Pseudomonas aeruginosa, are a cause of severe chronic infectious diseases. Bacteria within a biofilm are phenotypically more resistant to antibiotics and the macroorganism immune system, making it an important virulence factor for many microbes. The aminopropanol derivatives with adamantyl (KVM-97) and N-alkylaryl radicals (KVM-194, KVM-204, KVM-261, and KVM-262) were used as study object. The aim of this study was to investigate the antibiofilm activity of compounds on biofilm formation and on mature biofilm of P. aeruginosa. The effects of the aminopropanol derivatives on the biofilm mass were evaluated by using crystal violet assay. Ciprofloxacin, meropenem, ceftazidime, gentamicin were used as reference substances. Reported results demonstrate that all compounds displayed antibiofilm activity at the tested concentrations. Remarkable reduction in biofilm formation of P. aeruginosa was found after treatment with KVM-97, KVM-261 and KVM-262 in high concentration (5× MIC), biofilm inhibition activity were 84.3%, 90.5% and 83.3% respectively. After a treatment with KVM-204 at 250 μg/ml (5× MIC) 76.6% of the preformed 24-hr biofilms were destroyed. Furthermore, compounds KVM-97, KVM-194, and KVM-261 in both concentrations showed potent antibiofilm activity against the P. aeruginosa, inhibition activity values being between 56.7 and 65.7%. All tested compounds in dose-dependent manner exhibited pronounced inhibition activity against mature 5-days P. аeruginosa biofilm. It was also observed that tested compounds show high antibiofilm activity in comparison to reference antimicrobials. The aminopropanol derivatives may provide templates for a new group of antimicrobial agents and potential future therapeutics for treating chronic infections.

Highlights

Госпітальна інфекція, не дивлячись на наявність значної кількості антимікробних препаратів, залишається серйозною медичною та економічною проблемою, ускладнює перебіг післяопераційних та опікових ран, збільшує тривалість стаціонарного лікування, сприяє зростанню частоти летальних випадків
Встановлено, що за дії сполук у концентрації 0,5 мінімальної інгібуючої концентрації (МІК) порушення процесу плівкоутворення синьогійної палички більшою мірою спостерігається за умови присутності в інкубаційному середовищі КВМ-97, КВМ-261 та КВМ-262
Серед них сполука КВМ-261 найбільш виразно перешкоджає процесу плівкоутворення вже у концентрації 0,5 мінімальної інгібуючої концентрації (МІК) порівняно з ципрофлоксацином, меропенемом, гентаміцином та цефтазидимом

Summary

Introduction

Госпітальна інфекція, не дивлячись на наявність значної кількості антимікробних препаратів, залишається серйозною медичною та економічною проблемою, ускладнює перебіг післяопераційних та опікових ран, збільшує тривалість стаціонарного лікування, сприяє зростанню частоти летальних випадків. Результатидослідження та обговорення Встановлено, що МІК похідних амінопропанолу відносно планктонних клітин P. aeruginosa 449 становить: КВМ-97 – 50,0 мкг/мл, КВМ-194 – 100,0 мкг/мл, КВМ-204 – 50,0 мкг/мл, КВМ-261 – 25,0 мкг/мл, КВМ-262 – 25,0 мкг/мл. Дослідження показали, що вперше синтезовані сполуки порушують процес плівкоутворення P. aeruginosa (рис., А).

Objectives

Results

Conclusion