Nano bạc kết hợp Oxy già – H2O2 chống lại các mầm bệnh đa kháng ở vú bò sữa Ai Cập

Mục đích: Trong vài thập kỷ qua đã chứng kiến ​​sự gia tăng nhanh chóng và toàn cầu về sự xuất hiện của vi khuẩn đa kháng thuốc (MDR).
Phương pháp: Mục đích của nghiên cứu hiện tại là phân lập các vi khuẩn MDR phổ biến nhất từ ​​các trang trại bò sữa và lò giết mổ bò, sau đó đánh giá mô hình kháng thuốc của chúng và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc -hydrogên peroxide AgNPs – H₂O₂ như một giải pháp thay thế cho kháng sinh thông thường. Về vấn đề này, 200 mẫu được thu thập từ hai trang trại bò sữa và một cơ sở giết mổ thịt bò ở tỉnh Dakhliya, Ai Cập.

Kết quả: Điều thú vị là trong số 120 mẫu thu thập được từ các trang trại bò sữa, tỷ lệ xuất hiện của các chủng phân lập là 26,7, 23,3, 21,7, 16,7 và 11,7% đối với S. typhimurium, E. coli O157: H7, L. monocytogenes, K. pneumoniae và P . aeruginosa , tương ứng. Trong khi đó, tỷ lệ xuất hiện chung là 30, 25, 22,5, 17,5 và 5% đối với E. coli O157: H7 , L. monocytogenes , S. typhimurium , P. aeruginosa và K. pneumoniae.tương ứng, đối với 80 mẫu được thu thập từ một lò mổ thịt bò. Mô hình tính nhạy cảm với kháng sinh đã làm sáng tỏ rằng tất cả các chủng phân lập đều biểu hiện khả năng kháng với ít nhất bốn trong số các loại kháng sinh được thử nghiệm, với các giá trị chỉ số kháng nhiều loại kháng sinh (MAR) nằm trong khoảng từ 0,44 đến 0,88. Hơn nữa, sản phẩm AgNPs-H₂O₂ thương mại được đặc trưng bởi kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và điện thế zeta cho thấy các hạt hình cầu với điện tích bề mặt – 0,192 mV. Hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc tổng hợp (AgNP) với sản phẩm H₂O₂ đối với các chủng MDR được đánh giá thông qua đo nồng độ ức chế tối thiểu (MIC), nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) và đường cong thời gian tiêu diệt.

Kết luận: Số liệu hiện tại báo cáo tỷ lệ nhiễm mầm bệnh MDR cao ở các trang trại bò sữa và lò mổ. Quan trọng hơn, nano bạc AgNPs-H₂O₂ phát huy hoạt tính diệt khuẩn phổ rộng đối với các chủng vi khuẩn MDR, cho thấy cách sử dụng đầy hứa hẹn của chúng như là chất kháng khuẩn an toàn, thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí. Theo hiểu biết của chúng tôi, nghiên cứu này là nghiên cứu tiên phong trong việc điều tra vai trò kháng khuẩn thay thế tiềm năng của các hạt nano bạc để kiểm soát nhiều mầm bệnh kháng thuốc ở Ai Cập.

(Bản quyền NanoCMM Technology)

Giới thiệu

Kháng kháng sinh (AMR) đã được coi là một mối đe dọa toàn cầu nghiêm trọng đối với sức khỏe động vật và con người, an ninh lương thực và sự phát triển. ¹ Mối đe dọa toàn cầu này chủ yếu là kết quả của việc sử dụng bừa bãi các chất kháng khuẩn, do đó làm giảm rõ rệt hoặc thậm chí mất hiệu quả của chúng. ^2 , 3 Cần nhấn mạnh rằng các mầm bệnh kháng thuốc kháng sinh gây nguy hiểm cho khả năng điều trị các bệnh truyền nhiễm trong cơ thể người và thú y. ^4 , 5Rõ ràng, việc áp dụng các chất kháng vi sinh vật trên động vật sản xuất thực phẩm, cho mục đích dự phòng và / hoặc điều trị, tạo ra một áp lực lựa chọn đáng kể góp phần vào sự xuất hiện, tồn tại và lây truyền kháng kháng sinh qua nguồn cung cấp thực phẩm. ^6 , 7 Thực phẩm có nguồn gốc từ động vật có thể bị nhiễm các mầm bệnh lây truyền từ động vật khác nhau có thể do sản xuất, phương pháp chế biến không phù hợp trong các trang trại chăn nuôi và / dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi, từ đó dẫn đến việc truyền các mầm bệnh này cho người tiêu dùng. ^8 – 10

Trong số các bệnh khác, viêm vú là một bệnh đa yếu tố ảnh hưởng đến sản lượng và chất lượng sữa ở các trang trại chăn nuôi bò sữa. ¹¹Cần lưu ý, các nguồn chính gây ô nhiễm sữa trong các trang trại chăn nuôi bò sữa bao gồm việc xử lý, loại hình quản lý và thực hành vệ sinh trong trang trại, ¹² và do đó, rất nhiều vi sinh vật có thể có nguồn gốc từ sữa và môi trường xung quanh ở cấp trang trại, đại diện cho các nguồn gây bệnh từ thực phẩm quan trọng . ¹³ Vấn đề này tạo thành một mối nguy lớn đối với sức khỏe cộng đồng, trong khi các mầm bệnh thường xuyên gây ra và phân lập được là Salmonella enterica, Escherichia coli O157: H7, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes và Klebsiella pneumoniae. ^14 – 16 Cần lưu ý rằng các tác nhân gây bệnh từ thực phẩm như Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae,  Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Corynebacterium bovis  và Bacillus cereus được coi là nguyên nhân chính gây ra bệnh viêm vú, do đó dẫn đến tổn thất sản xuất và bệnh tật cho con người do tiêu thụ thực phẩm bị ô nhiễm. các sản phẩm sữa. ¹⁷ Ngoài ra, L. monocytogenes cũng được coi là một mầm bệnh qua đường thực phẩm, lây truyền qua thịt, gia cầm, sữa và các sản phẩm thực vật, ¹⁸ trong khi E. coli O157: H7được biết đến rộng rãi như một mầm bệnh chính liên quan đến các bệnh truyền qua thực phẩm được quan sát thấy trong các sản phẩm sữa. ^{19 Khi} xem xét, bò thịt cũng chứa vi khuẩn E. coli gây bệnh . ²⁰

Hơn nữa, Klebsiella pneumoniae được coi là một trong những tác nhân môi trường gây viêm vú lâm sàng, cận lâm sàng và làm giảm chất lượng sữa. ²¹ Tác nhân gây bệnh này gây ra bệnh viêm vú nghiêm trọng do khả năng kháng thuốc kháng sinh của nó, phát triển nhanh chóng của sốc nhiễm độc và làm chết động vật. ²² Hơn nữa, hầu hết các bệnh nhiễm trùng ở người do Salmonella gây ra đều có nguồn gốc từ thực phẩm do thực phẩm có nguồn gốc động vật như sữa và thịt, hoặc do tiếp xúc với động vật và môi trường bị ô nhiễm. ²³ Rõ ràng, các thực hành trang trại không phù hợp trong quá trình sản xuất, xử lý và tiếp thị thịt tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển các mầm bệnh từ thực phẩm sang thịt và các sản phẩm thịt.

Để chống lại vấn đề này, việc sử dụng kháng sinh đã được coi là lựa chọn hàng đầu trong điều trị nhiễm khuẩn ở bò sữa, đặc biệt là bệnh viêm vú, dẫn đến việc tồn dư kháng sinh trong sữa phổ biến và tiềm ẩn nguy cơ kháng vi sinh vật trong môi trường. ^24 , 25 Hơn nữa, gia súc tiếp xúc với nhiều loại chất gây ô nhiễm, bao gồm cả loại vi khuẩn qua phân, thức ăn chăn nuôi hoặc môi trường, dẫn đến việc truyền những sinh vật này trong quá trình giết mổ trên thân thịt, gây nguy cơ cao về an toàn thực phẩm. ^26 , 27Hơn nữa, sự tồn tại của vi khuẩn sống và vi khuẩn môi trường trong môi trường trang trại đại diện cho một ổ chứa chính để chuyển các gen kháng kháng sinh sang vi khuẩn gây bệnh. ²⁸ Ngoài ra, một số hành động trong quá trình giết mổ tại lò mổ, chẳng hạn như loại bỏ và xẻ thịt, có thể góp phần làm ô nhiễm thân thịt. ^29 , 30 Thách thức này thường trở nên trầm trọng hơn do những người vận chuyển gia súc không có triệu chứng gây nguy hiểm lớn cho sức khỏe cộng đồng dọc theo chuỗi thực phẩm. ^31 , 32

Do đó, các biện pháp vệ sinh nghiêm ngặt hơn kết hợp với việc thực thi pháp luật tại các lò mổ và trong quá trình giết mổ là những yếu tố then chốt để giảm nguy cơ ô nhiễm thịt. ³³Tương tự như vậy, có nhu cầu cấp thiết là phải tìm ra các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho các loại thuốc kháng sinh thông thường để chống lại vấn đề kháng thuốc đa thuốc (MDR) lan rộng và sự xuất hiện nhanh chóng của nó. ³⁴

Cần lưu ý rằng những năm gần đây đã chứng kiến ​​sự tiến bộ vượt bậc về việc khám phá vai trò của công nghệ nano trong việc cung cấp sự phát triển và biến đổi lớn của các hạt nano (NP) với các đặc tính hóa lý độc quyền như một công cụ hứa hẹn được sử dụng trong y học và nông nghiệp để khắc phục những hạn chế do kháng sinh thông thường gây ra. ^35 – 38 Việc ứng dụng vật liệu nano, chủ yếu là các hạt nano Bạc (AgNPs), đã thúc đẩy sự chú ý ở nhiều khía cạnh khác nhau; khía cạnh học thuật, ngành công nghiệp và lĩnh vực y học nano. ^39 , 40 Nano bạc thể hiện hoạt tính diệt khuẩn đáng kinh ngạc trên nhiều loại vi khuẩn Gram dương, Gram âm, bao gồm các mầm bệnh từ thực phẩm như Escherichia coli O157: H7 ,Salmonella, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni và Staphylococcus aureus. ^41 – 43 Cơ chế gợi ý đằng sau những hành động AgNPs bao gồm cảm ứng của chúng tiêu diệt tế bào vi khuẩn thông qua thế hệ của loài ôxy phản ứng (ROS) trong một số vi khuẩn bao gồm cả E. coli, K . p neumoniae, và Pseudomonas aeruginosa. ^{36 , 44 , 45}

Điều quan trọng là, ít báo cáo về sự kháng thuốc của vi khuẩn đối với nano bạc hơn so với các loại thuốc kháng sinh thông thường. ⁴⁶Hoạt động kháng khuẩn của NPs được bảo vệ bởi các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như kích thước, hình dạng, độ ổn định và nồng độ sử dụng của NPs. ^{47 – 49 Có} tính đến, các yếu tố quyết định phổ biến và hữu ích nhất đối với hoạt tính diệt khuẩn tương đối của các vật liệu nano tổng hợp khác nhau là giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC). ⁵⁰

Với thông tin trên, nghiên cứu này ban đầu được thực hiện để hiển thị tỷ lệ xuất hiện và sự tồn tại của các mầm bệnh MDR từ thực phẩm, chủ yếu là năm loài chính, bao gồm Salmonella enterica, Escherichia coli O157: H7, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes, và Klebsiella pneumoniae được phân lập từ nhiều nguồn khác nhau. Những nguồn này bao gồm sữa, sữa bể số lượng lớn, dụng cụ vắt sữa, xác thịt bò, tường, dao và bàn tay của công nhân (tăm bông) từ các trang trại bò sữa và lò mổ ở Dakahliya Governorate, Ai Cập. Chúng tôi cũng nhằm mục đích đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc AgNPs-H₂O₂ tổng hợp thương mại trên các mầm bệnh MDR được phân lập đại diện kết hợp với việc khám phá cơ chế diệt khuẩn của AgNPs bằng cách sử dụng các xét nghiệm tế bào khác nhau.

Nguyên liệu và phương pháp

Cân nhắc về đạo đức

Sự chấp thuận về mặt đạo đức đối với nghiên cứu này được thu thập từ hướng dẫn Nghiên cứu, Xuất bản và Đạo đức của Khoa Thú y, Đại học Mansoura, Ai Cập, nơi tuân thủ tất cả các quy định pháp luật liên quan của Ai Cập về nghiên cứu và xuất bản. Các công nhân sản xuất sữa tham gia đã cung cấp sự đồng ý có hiểu biết trong quá trình thu thập tăm bông và nghiên cứu tuân theo các hướng dẫn được nêu trong Tuyên bố của Helsinki.

Khu vực nghiên cứu, thu thập mẫu và chuẩn bị

Trong nghiên cứu này, tổng số 200 mẫu được thu thập từ hai trang trại bò sữa và một cơ sở giết mổ thịt bò ở tỉnh El-Dakahlia, Ai Cập, trong khoảng thời gian từ tháng 9 đến tháng 11 năm 2018. Về phân bố của chúng, tổng số mẫu được thu thập từ bò sữa các trang trại là 120 với tỷ lệ 20 mẫu từ mỗi nguồn / trang trại, trong khi những mẫu này được thu thập và bao gồm các mẫu từ sữa bể chứa lớn (BTM) (100 mL), dụng cụ vắt sữa và tăm bông của công nhân chăn nuôi bò sữa. Về cơ sở giết mổ bò, tổng số mẫu thu thập là 80 mẫu, với tỷ lệ 20 mẫu từ mỗi nguồn, các mẫu bao gồm mẫu thịt bò (25 gm), tường, dao và tăm bông của công nhân đã được thu thập đầy đủ. điều kiện vô trùng. Tất cả các mẫu sau đó được vận chuyển vào một thùng đá đến phòng thí nghiệm của Cục Vệ sinh và Bệnh động vật, Đại học Mansoura, và đang được xử lý thêm. Sau đó, năm loại vi khuẩn chính đã được phân lập và xác định đặc điểm từ các mẫu thu thập được; bao gồm E. c oli O157: H7, Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa, và Klebsiella pneumonia, theo quy trình được mô tả ở những nơi khác. ⁵¹ Các bước phân lập và xác định đặc điểm được thực hiện bằng cách sử dụng môi trường nuôi cấy chọn lọc thích hợp, và các điều kiện ủ khác nhau sau đó thực hiện các đặc điểm khuẩn lạc, hình thái và cấu hình sinh hóa. Hơn nữa, việc xác nhận các chủng đã xác định được thực hiện thông qua xác định huyết thanh học và xác định đặc tính phân tử như được mô tả ở những nơi khác. ^{21 , – 52 – 55}

Thử nghiệm tính nhạy cảm với kháng sinh và phân lập vi khuẩn MDR

Các mô hình tính nhạy cảm với kháng sinh đối với E đã được xác nhận . c ô O157: H7 , Listeria monocytogenes , Salmonella typhimurium , Pseudomonas aeruginosa , và các chủng viêm phổi Klebsiella đối với các loại kháng sinh được chọn (Oxoid, Hampshire, Anh) được đề cập trong Bảng 1 . Các mẫu này được thực hiện bằng thử nghiệm khuếch tán đĩa Kirby – Bauer sử dụng Mueller-Hinton Agar (MHA) (BioMeriéux, Vienna, Áo) theo hướng dẫn của Viện Tiêu chuẩn Phòng thí nghiệm và Lâm sàng (CLSI). ⁵⁶ Các chủng phân lập được phân loại là kháng, trung gian hoặc nhạy cảm thông qua việc đo đường kính vùng ức chế xung quanh mỗi đĩa, như mô tả của CLSI. ⁵⁶Sau đó, chỉ số đa kháng thuốc (MDR) cho mỗi kiểu kháng thuốc sau đó được tính toán từ số lượng kháng thuốc đối với kháng sinh của mỗi chủng, chia cho tổng số kháng sinh được thử nghiệm. ⁵⁷ Các chủng phân lập có biểu hiện kháng với ba hoặc nhiều loại kháng sinh được coi là các chủng đa kháng. ⁵⁸

Bảng 1 Thuốc kháng sinh được sử dụng để kiểm tra tính nhạy cảm với kháng sinh của năm loại vi khuẩn

Điều kiện nuôi cấy và chuẩn bị vi khuẩn

Các chủng vi khuẩn (N = 10) biểu hiện MDR với ba loại kháng sinh trở lên được điều chế theo các phương pháp được đề cập ở phần khác. ^{36 Một cách} ngắn gọn, tất cả các mẫu vi khuẩn được cấy vào môi trường Mueller Hinton (MHB) (BioMeriéux, Vienna, Áo) và được nuôi cấy trong môi trường hiếu khí ở 37ºC / 24 giờ, sau đó một vòng lặp được vạch trên đĩa MHA và được nuôi cấy phụ để tinh chế trên cùng một môi trường. Các khuẩn lạc thuần túy được thu hoạch và giữ ở -80ºC. Sau đó, chế phẩm vi sinh 0,5 McFarland được chuẩn bị bằng phương pháp huyền phù khuẩn lạc trực tiếp theo khuyến cáo của các hướng dẫn của CLSI. ⁵⁶Độ đục của vi khuẩn được điều chỉnh quang phổ bằng máy quang phổ quét UV / Visible 6715 (Jenway, Canada) thành 0,08–0,12 ở mật độ quang học (OD) 625 nm, tạo ra huyền phù vi sinh vật có (1–2) x10 ⁸ đơn vị hình thành khuẩn lạc ( CFU) / mL.

Đặc tính của nano bạc AgNPs-H₂O₂ thương mại

AgNPs-H₂O₂ (Tầm nhìn siêu cường hàng đầu) đã được trung tâm El-Delta mua và cung cấp như một sản phẩm thương mại cho công ty công nghệ nano bạc, Mansoura, Ai Cập. Dung dịch gốc của sản phẩm bao gồm các hạt nano bạc 45 nm (0,00004467 mL / lít) với Hydrogen Peroxide (50% lít) và các loại thảo mộc tự nhiên, bạc hà (1 mL / lít) ở nồng độ 5 mL / lít nước khi đó sản phẩm là pha loãng trong nước dùng Mueller Hinton (MHB). Hình thái và kích thước trung bình của sản phẩm nano thương mại được đặc trưng thông qua tiềm năng TEM và zeta như được mô tả ở nơi khác, ⁵⁹ bằng cách sử dụng Zeta Potential Ver của Malvern Instruments Ltd. 2.3 tại Phòng thí nghiệm Trung tâm, Đơn vị Kính hiển vi Điện tử, Khoa Nông nghiệp, Đại học Mansoura, Mansoura, Ai Cập

Hoạt động kháng khuẩn trong ống nghiệm của nano bạc AgNPs-H₂O₂ chống lại các chủng MDR

Xác định giá trị nồng độ chất ức chế tối thiểu (MIC)

Khả năng ức chế của sản phẩm AgNPs-H ₂ O ₂ đối với các chủng vi khuẩn MDR (N = 5) được đánh giá bằng cách sử dụng MIC. MIC được xác định bằng phương pháp pha loãng nước dùng theo hướng dẫn của CLSI. ⁶⁰ Một cách chi tiết, MIC được thực hiện trong các đĩa microtiter 96 giếng bằng phương pháp pha loãng vi mô hai lần. Hỗn hợp AgNPs-H ₂ O ₂ được chuẩn bị đến nồng độ thương mại mong muốn bằng cách pha loãng trong nước cất vô trùng và sau đó hỗn hợp được pha loãng bằng 1/10 trong Mueller Hinton Broth (MHB) vô trùng. Về vấn đề này, một lượng 50 µL MHB đã được gieo vào mỗi giếng, bắt đầu từ giếng thứ 2 đến giếng thứ 11, sau đó là pha loãng 2 lần sản phẩm nano thương mại trong MHB. Sau đó, 100 µL hỗn hợp này được cấy vào giếng đầu tiên, sau đó 50 µL được chuyển sang các giếng tiếp theo ngoại trừ giếng thứ 12 đóng vai trò âm tính đối chứng (giếng không chứa thuốc). Sau đó, pha loãng 50 µL huyền phù vi khuẩn đến 1/150 trong MHB vô trùng với chế phẩm vi sinh 10 ⁶được phân phối trong tất cả các giếng sau đó trộn đều các đĩa, và các đĩa được ủ ở 35 ° C trong 24 giờ. MIC được định nghĩa là điểm mà sự phát triển của vi khuẩn bị ức chế hoàn toàn trong các giếng pha loãng vi sinh có thể được phát hiện bằng mắt thường dưới ánh sáng truyền qua mà không có độ đục. Do đó, giếng đầu tiên không có sự phát triển của vi sinh vật được coi là MIC, được biểu thị bằng μg / mL. Để xác định MIC của nano bạc của tất cả các chủng được thử nghiệm, chúng được tiếp xúc với 0–100 μg / mL AgNPs. Hơn nữa, MIC của mỗi phân lập được xác định ba lần để xác minh dữ liệu. Thử nghiệm chỉ bao gồm môi trường và phương tiện chứa nano bạc làm đối chứng tham chiếu. Như đã đề cập ở trên,

Xác định nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC)

Nồng độ thấp nhất của hỗn hợp AgNPs-H₂O₂ cần thiết để tiêu diệt 99,9% chất cấy vi khuẩn cuối cùng được gọi là MBC, được xác định sau khi pha loãng trong môi trường canh bằng cách nuôi cấy phụ 50 µL từ tất cả các giếng không có độ đục nhìn thấy trên đĩa MHA và ủ ở 35 ± 1 ° C trong 16–18 giờ. Sau đó, các đĩa được nghiên cứu về sự hiện diện hay vắng mặt của các khuẩn lạc vi khuẩn và MBC được xác định là nồng độ NP thấp nhất có thể ức chế hoàn toàn sự phát triển của vi khuẩn. ⁶¹ Phương thức hoạt động của sản phẩm NPs được đánh giá bằng tỷ lệ MBC / MIC, trong đó điểm 1, 2 và 4 được coi là diệt khuẩn và kìm khuẩn nếu điểm> 4. ⁶²Tương tự như vậy, độ pha loãng thấp nhất mà không có sự phát triển của vi khuẩn vĩ mô có thể nhìn thấy được được xác định là MBC. Điều này được thực hiện theo phương pháp CLSI đối với thuốc kháng khuẩn, được mô tả trong tài liệu M7-A9. ⁶³

Kiểm tra thời gian tiêu diệt (Đường cong thời gian tiêu diệt)

Tương tác động giữa các chủng vi khuẩn nano bạc AgNPs-H₂O₂ và MDR được xác định bằng cách sử dụng thử nghiệm thời gian tiêu diệt dưới nồng độ AgNPs bằng 0,25xMIC và 1xMIC như được mô tả ở những nơi khác. ⁵⁶ Tóm lại, sau khi đọc MIC cho từng chủng vi khuẩn AgNPs-H₂O₂ và MDR, ba ống với 10 mL MHB của huyền phù vi khuẩn 5 × 10 ⁵ CFU / mL được thử nghiệm ở 0,25 × MIC và 1 × MIC, và ống thứ ba một loại được dùng làm kiểm soát tăng trưởng, trong khi nano bạc AgNPs-H ₂ O ₂ được thay thế cho MHB làm chất kiểm soát âm tính. Tất cả các ống sau đó được ủ ở 35 ± 1 ° C trong các khoảng thời gian khác nhau (2, 4, 6, 8, 12 và 24 giờ). ⁶⁴Số lượng tế bào vi khuẩn sống / chết (CFU / mL) của mỗi ống được định lượng trên đĩa MHA bằng phương pháp đĩa thạch liên quan đến khoảng thời gian. Những con số này được vẽ trên biểu đồ mô tả đường cong tiêu diệt thời gian so với đường cong kiểm soát tích cực và tiêu cực. ⁴⁸

Phân tích thống kê

Phân tích thống kê được thực hiện bằng cách sử dụng gói thống kê SPSS, 23. Tần suất của các mẫu bị ức chế được so sánh giữa các nồng độ khác nhau của thuốc. Hơn nữa, kiểm tra kappa được sử dụng để kiểm tra mức độ thống nhất giữa kết quả của MIC và MBC. Kết quả được coi là có ý nghĩa ở P <0,05, sau đó nồng độ trung bình của CFU được so sánh tại các thời điểm khác nhau bằng cách sử dụng phép thử phân tích phương sai (ANOVA) để phát hiện sự khác biệt giữa các giá trị trung bình. Cuối cùng, thử nghiệm đa phạm vi Duncan đã được sử dụng để thực hiện các so sánh khác nhau giữa các phương tiện. Dữ liệu được trình bày dưới dạng phương tiện và sai số tiêu chuẩn và kết quả được coi là có ý nghĩa khi P <0,05.

Kết quả

Sự phổ biến của các loài vi khuẩn MDR trong số các trang trại chăn nuôi bò sữa được kiểm tra và cơ sở giết mổ thịt bò

Sự phổ biến và phân bố tần suất của các loài vi khuẩn từ các trang trại bò sữa và lò mổ được trình bày trong Bảng 2 . Trong số những loài khác, S. typhimurium là loài vi khuẩn chiếm ưu thế nhất (26,7%) được phân lập từ các mẫu thu thập của các trang trại bò sữa được kiểm tra, nơi dụng cụ vắt sữa có tỷ lệ phổ biến cao nhất là 35%, tiếp theo là tăm bông của công nhân (25%), trong khi thấp nhất tỷ lệ hiện mắc là từ BTM (20%). Tiếp theo S. typhimurium, E. coli O157: H7 có mức độ xuất hiện thứ hai là 23,3%, trong khi tần suất phân lập tương ứng là 30%, 25% và 15% đối với BTM, dụng cụ vắt sữa và tăm bông của công nhân. Tỷ lệ xuất hiện chung của L. monocytogeneslà 21,7% trong các mẫu trang trại bò sữa trong khi tỷ lệ thu hồi giữa các nguồn được phân tích là 25%, 20% và 20% đối với tăm bông, BTM và dụng cụ vắt sữa của công nhân, tương ứng. Trong số 120 mẫu thu thập từ các trang trại bò sữa, K. pneumoniae được thu hồi với tỷ lệ 16,7%, trong khi BTM có tỷ lệ cách ly cao hơn 25%, tiếp theo là tăm bông của công nhân (15%) và dụng cụ vắt sữa (10%). Mặt khác, P. aeruginosa cho thấy tỷ lệ vi khuẩn được phát hiện thấp nhất trong số tất cả các loài phân lập (11,7%), trong khi tỷ lệ phân lập theo trình tự từ nguồn trang trại là 20%, 10% và 5% từ gạc tay của công nhân. , dụng cụ vắt sữa, và BTM, tương ứng.

Bảng 2 Phân bố tần suất các loài vi khuẩn được thu hồi từ các trang trại chăn nuôi bò sữa và cơ sở giết mổ

Theo các mẫu thu thập từ lò mổ thịt bò, trong số 80 mẫu được thu thập, tỷ lệ xuất hiện chung là 30%, 25%, 22,5%, 17,5% và 5% đối với E. coli O157: H7 , L. monocytogenes , S. typhimurium , P. aeruginosa , và K. pneumoniae , tương ứng. Hơn nữa, dao, gạc tay của công nhân và xác thịt là những nguồn chính của E. coli O157: H7 , với tỷ lệ thu hồi lần lượt là 40%, 40% và 30%. Trong khi đó, các điểm nóng về ô nhiễm L. monocytogenes trong lò mổ được phát hiện là cao trên gạc tường (40%), tiếp theo là thân thịt (30%) và 20% trên gạc dao. Hầu hết S. typhimuriumtrong lò mổ được phân lập từ gạc tường và thân thịt (cả hai đều là 30%), tiếp theo là gạc tay của công nhân (20%), trong khi ít nhất được phát hiện từ gạc dao (10%). Không có sự khác biệt lớn giữa các nguồn khác nhau đối với phân lập P. aeruginosa . K. pneumoniae chủ yếu được phân lập từ dao và gạc của người lao động với tỷ lệ 10%, và không thể phát hiện được từ các nguồn khác.

Các mô hình kháng thuốc kháng sinh của các loài vi khuẩn biệt lập từ các trang trại bò sữa và lò mổ

Trong số tất cả các chủng phân lập, 40 chủng vi khuẩn được xác nhận đã được phân lập từ các trang trại bò sữa và lò mổ (năm / mỗi chủng vi khuẩn) đã được thử nghiệm độ nhạy với kháng sinh bằng phương pháp khuếch tán đĩa-Bauer để đánh giá các kiểu kháng thuốc của chúng ( Bảng 3 ).

Bảng 3 Các mô hình kháng đa thuốc (MDR) của các loài vi khuẩn được phục hồi (N = 40) từ các trang trại chăn nuôi bò sữa và cơ sở giết mổ bò

Như được mô tả trong Bảng 3 , tỷ lệ phần trăm các kiểu kháng thuốc tổng thể của các chủng phân lập từ các trang trại bò sữa với vi khuẩn tương ứng của chúng như sau: 37,5%, 46,2%, 25%, 28,6% và 70%, đối với E. coli O157: H 7, L. monocytogenes , S. typhimurium , P. aeruginosa , và K. pneumoniae , tương ứng. Rõ ràng, những kết quả này chỉ ra rằng K. pneumoniae cho thấy mức độ đề kháng cao nhất trong số các loài vi khuẩn được phân lập từ các trang trại bò sữa. Trong khi đó, tỷ lệ phần trăm mức độ đề kháng của các chủng phân lập từ các mẫu mổ thịt bò so với các loài vi khuẩn tương ứng của chúng như sau: 85,7%, 50%, 44,4%, 25% và 20% đối với P. aeruginosa, K. pneumoniae , S. typhimurium , E . coli O157: H 7, và L. monocytogenes , tương ứng. Theo các kết quả này, một chỉ số đa kháng kháng sinh (MAR) đã được xác định và cho thấy rằng tất cả các chủng phân lập đều có biểu hiện kháng với ít nhất bốn loại kháng sinh.

Nói chung, các giá trị chỉ số MAR dao động trong khoảng 0,44–0,88, trong khi K. pneumoniae có chỉ số MAR cao nhất là 0,88, với khả năng kháng sáu loại kháng sinh đã được chứng minh (neomycin, kanamycin, tetracycline, axit nalidixic, amoxicillin và gentamycin). Các chủng S. typhimurium phục hồi có chỉ số MAR là 0,63 với khả năng kháng 5 loại kháng sinh; norfloxacin, amoxicillin, ciprofloxacin, Chloramphenicol và Trimethoprim / sulphamethoxazole. Hơn nữa, các chủng E. coli O157: H 7 đã được xác nhận có biểu hiện kháng erythromycin, amoxicillin, tetracycline và streptomycin, với chỉ số MAR là 0,5. Về L. monocytogenes, họ đã chứng minh khả năng chống lại năm loại kháng sinh; Rifampicin, Cefotaxime, tetracycline, gentamycin và chloramphenicol, với giá trị chỉ số MAR là 0,45. Mặt khác, P. aeruginosa có giá trị chỉ số MAR thấp nhất là 0,44 với mô hình kháng với ciprofloxacin, norfloxacin, streptomycin và levofloxacin.

Đặc tính của sản phẩm nano bạc AgNP-H₂O₂

Hình 1 và 2 hiển thị hình ảnh TEM và thế zeta của sản phẩm nano bạc AgNPs-H ₂ O _{2 đã qua sử} dụng. Dung dịch gốc của sản phẩm hạt nano bạc 100 nm được tạo ra trong môi trường nuôi cấy và các dung dịch pha loãng tiếp theo được thực hiện trong canh trường Luria-Bertani. Hình thái, hình dạng và kích thước của NP được đo bằng TEM và Malvern Nano Zeta Sizer (Malvern Zetasize Nano-zs90). Các hạt nano có dạng hình cầu với phạm vi kích thước hạt được xác định rõ ràng (30,17–67,92 nm) có ước tính thế zeta là -0,192 mV.

Hình 1 Đặc tính của sản phẩm AgNPs-H2O2 , ảnh hiển vi TEM và phân bố kích thước của nano bạc

Hình 2 Điện thế Zeta của sản phẩm AgNPs-H2O2

Hoạt động kháng khuẩn của nano bạc AgNPs-H₂O₂ trên vi khuẩn MDR

Phương pháp pha loãng canh trường vi sinh được sử dụng để đánh giá hoạt tính diệt khuẩn của AgNPs-H₂O₂ chống lại vi khuẩn MDR ( Bảng 4 ). Giá trị MIC của sản phẩm để ức chế sự phát triển của vi khuẩn lần lượt là 6,25, 12,5, 3,125, 6,25 và 25 µg / mL đối với E. coli O157: H7 , L. monocytogenes , S. typhimurium , P. aeruginosa và K. pneumonia e. . MBC của AgNPs-H₂O₂dao động trong khoảng 6,25 đến 50 µg / mL cho tất cả các chủng thử nghiệm. Tỷ lệ MBC / MIC là thước đo cho biết khả năng diệt khuẩn của hợp chất được khảo sát. Mối liên quan giữa các thử nghiệm MIC và MBC được đo bằng thử nghiệm Kappa. Mức độ liên kết cao giữa cả hai xét nghiệm (83, 82 và 80%) được phát hiện lần lượt đối với S. typhimurium , E. coli O157: H7 và K. pneumoniae . Tuy nhiên, mối liên quan thấp (30%) được ghi nhận đối với cả L. monocytogenes và P. aeruginosa ( Bảng 4 ).

Bảng 4 Các giá trị MIC, MBC và Tỷ lệ MBC / MIC của Sản phẩm AgNPs-H2O2

Trong nghiên cứu hiện tại, nano bạc AgNPs-H ₂ O ₂ có tác dụng diệt khuẩn đối với tất cả các chủng được thử nghiệm ngoại trừ P. aeruginosa biểu hiện tác dụng kìm khuẩn. Như đã đề cập trước đây, tác dụng diệt khuẩn của AgNPs-H₂O₂ đối với vi khuẩn MDR, cụ thể là; E. coli O157: H7 , L. monocytogenes , S. typhimurium , P. aeruginosa , và K. pneumoniae ; được phân lập từ các trang trại bò sữa và một lò mổ thịt bò được đánh giá bằng các xét nghiệm khác nhau (MIC, MBC, và xét nghiệm giết thời gian). Hoạt động diệt khuẩn phụ thuộc vào thời gian của sản phẩm nano bạc được thể hiện trong Hình 3 và xét nghiệm này được thực hiện đối với giá trị MIC của mỗi dòng được chọn. Hoạt động diệt khuẩn được đánh giá bằng sự giảm thực tế khả năng sống của tế bào (CFU / mL) tại các khoảng thời gian 2, 4, 6, 8, 12 và 24 giờ đối với mỗi dòng phân lập. Tất cả các chủng được thử nghiệm đều có tốc độ tăng trưởng cao ở thời điểm 2 và 4 giờ sau khi tiếp xúc với sản phẩm nano bạc AgNPs-H₂O₂ . Điều quan trọng là sự phát triển giảm xuống sau 6 giờ và đạt đến mức ức chế hoàn toàn sau 24 giờ, ngoại trừ P. aeruginosa , cho thấy sự phát triển của vi khuẩn ngay lập tức ngay cả sau 24 giờ.

Thảo luận hiệu quả nano bạc – H2O2

Gia súc được coi là ổ chứa chính cho một số mầm bệnh truyền từ động vật sang người. ^65 – 67 Nghiên cứu hiện tại đã báo cáo dữ liệu thú vị mới về sự phổ biến tương đối cao của các vi khuẩn MDR lây từ động vật sang người được phân lập từ các trang trại bò sữa và lò mổ thịt bò kết hợp với việc đánh giá các mô hình kháng thuốc của chúng và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc AgNPs-H ₂ O ₂ như một giải pháp thay thế cho thuốc kháng sinh thông thường. Theo hiểu biết của chúng tôi, công trình hiện tại là nghiên cứu đầu tiên liên quan đến việc khám phá vai trò của các hạt nano bạc trong việc kiểm soát nhiều mầm bệnh kháng thuốc được phân lập từ các trang trại bò sữa và lò mổ thịt bò ở Ai Cập.

Một số nghiên cứu trước đây cho thấy một số tác nhân gây bệnh từ động vật, bao gồm E. coli O157: H7 , cư trú trong ruột của gia súc và bài tiết qua phân và không bị tống ra ngoài qua sữa; ^65 – 67 tuy nhiên, sữa bị nhiễm phân trong quá trình lấy sữa đã được báo cáo. ⁶⁸ Đáng chú ý, như được mô tả trong Bảng 2 , nghiên cứu của chúng tôi báo cáo tỷ lệ xuất hiện tương đối cao là 23,3% và 22,5% đối với E. coli O157: H7 phân lập từ các trang trại bò sữa và lò mổ thịt bò, tương ứng. Tỷ lệ xuất hiện tương ứng là 30% ở cả BTM và thân thịt từ các trang trại bò sữa và lò mổ. Tỷ lệ hiện mắc cao hơn so với báo cáo trong một số nghiên cứu trước đây. ^69 , 70Sự khác biệt này có thể là do các biện pháp vệ sinh kém thích hợp ở cả trang trại và lò mổ, ^69 , 70 bên cạnh ô nhiễm da / phân-thân thịt tại các nhà máy chế biến đóng vai trò quan trọng trong việc ô nhiễm thân thịt. ⁶⁶ Ngược lại, tỷ lệ xuất hiện vi khuẩn E. coli O157: H7 (2,7%, 3,2% và 8%) từ các mẫu thịt bò ở lò mổ đã được báo cáo trong các nghiên cứu trước đây. ^71 – 73 Ngoài ra, tỷ lệ cách ly thấp 10% khỏi BTM đã được ghi nhận ở những nơi khác. ⁷⁴ Phù hợp với L. monocytogenes, nó được xếp vào loại mầm bệnh chính thứ ba lây lan qua đường thực phẩm và sự tồn tại của nó trong sữa và các sản phẩm từ sữa, bên cạnh đó còn có những tác động xấu đến ngành công nghiệp sữa và sức khỏe cộng đồng. ^75 – 78 L. monocytogenes có thể được truyền sang người qua sữa và thịt bị ô nhiễm. ^79 , 80 Trong nghiên cứu này, tỷ lệ nhiễm L. monocytogen es lần lượt là 21,7% và 25% ở các trang trại bò sữa và lò mổ. Khi tính đến điều này, dụng cụ vắt sữa có tỷ lệ cách ly cao nhất, ở mức 25%, tiếp theo là 20% đối với cả BTM và tăm bông của công nhân. Những kết quả này đồng nhất với một số phát hiện trước đó đã phân lập được L. monocytogenes theo tỷ lệ 21-26% từ sữa tươi nguyên liệu.^81 , 82 Ngoài ra, một nghiên cứu khác trước đó báo cáo rằng 20% ​​mẫu BTM có chứa L. monocytogenes trong một trang trại bò sữa. ⁸³ Tất cả những phát hiện này đề cập đến những con vật bị nhiễm bệnh, chất lượng thức ăn ủ chua kém, và các biện pháp vệ sinh không đầy đủ là những nguồn có thểgây ô nhiễm L. monocytogenes trong các trang trại bò sữa. ⁸⁴ Phát hiện của chúng tôi cũng cho thấy mức độ phổ biến của L. monocytogenes trong lò mổ, điều này được hỗ trợ bởi một số nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng căng thẳng vận chuyển của động vật dẫn đến tăng tỷ lệ rụng của vi khuẩn. ^85 , 86

Trên thực tế, S. typhimurium là một trong những mầm bệnh truyền từ động vật sang người thường xuyên nhất gây ra một số bệnh cho người do tiêu thụ thực phẩm bị ô nhiễm, bao gồm cả thịt và sữa tươi. ^87 , 88 Thật thú vị, dữ liệu thu được của chúng tôi từ các trang trại bò sữa cho thấy tỷ lệ xuất hiện S. typhimurium cao (26,7%), trong đó tần suất mức độ cách ly tăng dần là 35%, 25% và 20% từ dụng cụ vắt sữa, công nhân. ‘tăm bông, và BTM, tương ứng. Những kết quả này tương quan chặt chẽ với những kết quả được báo cáo trong một nghiên cứu trước đây nơi Salmonella spp. có thể được phân lập từ sữa bể số lượng lớn và các mẫu phân bò sữa tiêu hủy. ⁸⁹ Mặt khác, tỷ lệ cách ly thấp hơn 9% và 8% củaSalmonella từ sữa và gạc tay của công nhân đã được báo cáo trong một nghiên cứu trước đây ở Sharkia, Ai Cập. ⁹⁰ Một nghiên cứu khác trước đây không xác định được Salmonella trong BTM từ các trang trại bò sữa. ⁹¹ Sự khác biệt của kết quả hiện tại so với kết quả trước đó có thể là do một số yếu tố, bao gồm sự khác biệt về thực hành vệ sinh và vệ sinh được áp dụng trong quá trình vắt sữa. ^87 , 92 Đáng chú ý, tỷ lệ nhiễm S. typhimurium cao (26,7%) được tìm thấy trong lò mổ, trong khi tần suất phân lập cao nhất (30%) được báo cáo từ các mẫu thân thịt và gạc tường. Những dữ liệu này phù hợp với một số báo cáo trước đó. ^33 , 71Thân thịt bị ô nhiễm trong quá trình mổ lấy thịt hoặc bỏ da, sử dụng nhiều lần các thiết bị giết mổ cho các loài động vật khác nhau, khử trùng đồ dùng không đúng cách, và mài dao trên các vật không sạch sẽ đều góp phần làm cho cơ hội nhiễm Salmonella cao trong các lò mổ. ^33 , 92

Đối với P. aeruginosa, nó đã được coi là một mầm bệnh trên phạm vi ký chủ rộng rãi. Ở gia súc, P. aeruginosa có liên quan đến việc gây ra nhiều bệnh, đặc biệt là bệnh viêm vú. ⁹³ Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng sự hiện diện của P. aeruginosa trong các mẫu sữa có thể do nhiều lỗi bảo dưỡng không hợp vệ sinh, bao gồm việc vệ sinh tủ lạnh hoặc tủ mát số lượng lớn không đầy đủ và có thể do sữa bị nhiễm bẩn vào nguồn nước ô nhiễm ở cấp trang trại. ⁹⁴ Đáng chú ý, dữ liệu thu được từ nghiên cứu hiện tại của chúng tôi cho thấy sự phân bố P aeruginosa giữa các trang trại bò sữa và lò giết mổ lần lượt là 11,7% và 17,5%. Tỷ lệ phân lập gần như tương tự của P. aeruginosa là 9,4%đã được báo cáo trong các công trình trước đây. ^94 , 95 Mặt khác, tỷ lệ cách ly thấp hơn là 3,6 và 5,4% đã được chỉ ra trong một số báo cáo trước đây. ^96 , 97 Sự khác biệt này có thể là do các yếu tố đã đề cập trước đó liên quan đến việc thực hành không hợp vệ sinh dẫn đến việc sữa bị ô nhiễm với nguồn nước ô nhiễm ở cấp trang trại. ⁹⁴ Trong cùng một dòng, Klebsiella spp. là vi khuẩn Gram âm có ảnh hưởng đáng kể đến sản xuất sữa và tỷ lệ sống của động vật. ⁹⁸ Nó đã liên quan đến các đợt bùng phát bệnh viêm vú. ⁹⁹ Tỷ lệ phổ biến của K. pneumoniae trong kết quả hiện tại của chúng tôi từ các trang trại bò sữa và một lò mổ lần lượt là 16,7% và 5%. Những phát hiện này cho thấy sự tồn tại của vi khuẩn này trong môi trường động vật ở nhiều nguồn khác nhau. Tỷ lệ hiện mắc thấp hơn 8,6% đã được báo cáo trong một báo cáo trước đây từ các trang trại bò sữa. ¹⁰⁰ Klebsiella spp. thường xuyên được thải ra trong phân của những con bò khỏe mạnh dẫn đến mức độ ô nhiễm cao hơn trong chất độn chuồng, và phân trong chuồng và ngõ hẻm cùng nhau dẫn đến tỷ lệ nhiễm Klebsiella trên da đầu vú cao hơn và do đó làm ô nhiễm sữa. ¹⁰¹

Như thể hiện trong Bảng 3 , biểu đồ kháng sinh đồ của năm loài vi khuẩn được phân lập từ các trang trại bò sữa và lò mổ thịt bò cho thấy sự xuất hiện của đa kháng thuốc giữa tất cả các chủng vi khuẩn được phân lập. Như minh họa trong Bảng 3 , tỷ lệ kháng thuốc được ghi nhận của các chủng phân lập từ các trang trại bò sữa là 70%, 46,2%, 35,7%, 28,6% và 25% đối với K. pneumoniae , L. monocytogenes , E. coli O157: H7 , P . aeruginosa , và S. typhimurium , tương ứng. Trong khi đó, trong số các mẫu lò mổ, mô hình kháng thuốc là 85,7% đối với các chủng P. aeruginosa , 50% đối với K. pneumoniae , sau đó là 44,4%, 25% và 20% đối với S. typhimurium, E. coli O157: H7 , và L. monocytogenes , tương ứng. Rõ ràng, dữ liệu hiện tại cho thấy vi khuẩn MDR chiếm ưu thế trong số các chủng phân lập là mầm bệnh từ thực phẩm đã được gia tăng trong những thập kỷ qua. ¹⁰² Mô hình đề kháng của các chủng được đánh giá đối với các kháng sinh thường được sử dụng trong lĩnh vực thú y cho thấy tất cả các chủng vi khuẩn đều có MAR cho ít nhất bốn loại kháng sinh. Những phát hiện của chúng tôi đồng tình với những phát hiện được báo cáo ở những nơi khác. ^{103 – 107} Khả năng đề kháng cao của E. coli O157: H7 , L. monocytogenes và K. pneumoniae đến tetracycline tương quan với việc sử dụng rộng rãi tetracycline trong các trang trại bò sữa để điều trị các bệnh truyền nhiễm. ¹⁰⁸ Trong nghiên cứu hiện tại, tất cả các chủng đều có chỉ số MAR dao động trong khoảng 0,44–0,88, vì người ta đã biết rõ rằng các chủng phân lập có chỉ số MAR nhỏ hơn 0,2 được cho là đến từ các nguồn kháng sinh hiếm được sử dụng. ¹⁰⁹ Những dữ liệu này xác nhận rằng việc sử dụng các chất kháng khuẩn có liên quan nhiều đến nguy cơ phát triển của vi khuẩn MDR. ¹Trước đây người ta đã ghi nhận rằng các chủng kháng thuốc được lựa chọn cẩn thận trong quá trình điều trị bằng thuốc kháng sinh tồn tại một thời gian dài trong đường ruột khi quá trình điều trị này kết thúc. Hơn nữa, các chủng kháng thuốc này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe động vật và có thể lây lan sang các động vật khác, đặc biệt là cho con cháu và động vật đi cùng của chúng. ¹¹⁰

Điều thú vị là việc kiểm tra sản phẩm nano bạc AgNPs-H₂O₂ bằng cách sử dụng điện thế TEM và zeta đại diện cho một công cụ tiềm năng chính để xác định hình thái, kích thước và điện tích bề mặt của các hạt nano, và do đó hiểu được tính ổn định vật lý của các phân đoạn nano. ¹¹¹ Phân tán nano được biết là có hoạt động vật lý tốt khi các tinh thể nano của chúng có giá trị điện thế zeta dương hoặc âm lớn hơn -30 mV đến +30 mV do lực đẩy tĩnh điện của các hạt riêng biệt. Sản phẩm đã qua sử dụng có giá trị thế zeta là -0,192 mV, nghĩa là đủ lực đẩy tạo ra độ ổn định keo vật lý tốt hơn với mức độ tin cậy cao. ¹¹²Trong khi đó, sự kết tụ và keo tụ của các hạt nano có liên quan đến các giá trị thế zeta nhỏ do các lực hấp dẫn của van der Waals tác động lên chúng, nhằm vào sự mất ổn định vật lý. ¹¹³

Trong những thập kỷ qua, mối quan tâm toàn cầu hướng đến vi khuẩn MDR như một thách thức lớn đối với sức khỏe con người và động vật. ¹¹⁴ Chiến lược kiểm soát những vi khuẩn như vậy chủ yếu dựa trên việc sử dụng kháng sinh thông thường. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng không phù hợp có thể dẫn đến một thảm họa toàn cầu và thúc đẩy chúng ta tìm kiếm các giải pháp thay thế cho các loại thuốc này. Công nghệ nano đã được coi là một vũ khí nano sinh học giúp điều tra lại các đặc tính sinh học của các hợp chất kháng khuẩn đã biết trước đây bằng cách kiểm soát kích thước của chúng để sửa đổi các tác dụng tiềm ẩn của chúng. ¹¹⁵ Trong nghiên cứu này, chúng tôi nhằm mục đích đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc AgNPs-H ₂ O ₂chống lại vi khuẩn MDR thông qua một số xét nghiệm in vitro (MIC, MBC, và xét nghiệm giết thời gian), và do đó, đánh giá hiệu quả của các nồng độ và thời gian khác nhau đối với khả năng sống sót của tế bào của vi khuẩn được thử nghiệm. Thử nghiệm MIC được sử dụng để xác định nồng độ thấp nhất của các NP được thử nghiệm cần thiết để ức chế hoàn toàn sự phát triển của vi khuẩn với nồng độ tăng dần của sản phẩm. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy tất cả các chủng đều nhạy cảm với các NP được thử nghiệm, trong đó giá trị MIC như sau: 3,125 µg / mL đối với S. typhimurium , 6,25 µg / mL đối với cả E. coli O157: H7 và P. aeruginosa , 12,5 µg / mL đối với L. monocytogenes , và 25 µg / mL đối với K. pneumoniae . Giá trị MBC của AgNPs-H₂O₂ chỉ ra rằng S. typhimurium có độ nhạy cao nhất đối với sản phẩm NP là 6,25 µg / mL, trong khi E. coli O157: H7 cần nồng độ cao hơn để ức chế sự phát triển của chúng ở 12,5 µg / mL, trong khi P. aeruginosa , L. monocytogenes , và K . sự phát triển của pneumoniae giảm hoàn toàn ở 50 µg / mL. Những phát hiện này phù hợp với kết quả của Zarei và cộng sự, ¹¹⁶ người đã báo cáo giá trị hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc chống lại S. typhimurium là MIC là 3,12 µg / mL và MBC là 6,25 µg / mL. Mặt khác, 2 µg / mL AgNPs có kích thước trung bình 30 nm có tác dụng kìm khuẩn trên P. aeruginosa . ¹¹⁷ Đối với tất cả các chủng MDR, ngoại trừP. aeruginosa , tỷ lệ MBC / MIC chỉ ra rằng sản phẩm AgNPs-H₂O₂ có tác dụng diệt khuẩn hơn là kìm khuẩn, được ưa chuộng trên lâm sàng vì vi khuẩn chết dẫn đến chấm dứt nhiễm trùng nhanh chóng, kết quả lâm sàng tốt hơn và ít khả năng xuất hiện kháng thuốc hơn. và nhiễm trùng lây lan. ¹¹⁵ Do đó, những hành động này lại làm giảm sự xuất hiện của các đột biến kháng thuốc. ¹¹⁸ Cần nhấn mạnh rằng các hạt nano bạc có hoạt tính phổ rộng đối với vi khuẩn Gram âm bao gồm các thành viên của các chi Escherichia , Pseudomonas và Salmonella , bên cạnh vi khuẩn Gram dương bao gồm cả Clostridium, Listeria , Staphylococcus và Streptococcus , ¹¹⁹ thông qua việc gắn vào màng tế bào vi khuẩn dẫn đến phá vỡ chức năng của nó, vi khuẩn xâm nhập và giải phóng các ion bạc. ¹²⁰ Khả năng sống sót của vi khuẩn sau xử lý có thể được đánh giá bằng các xét nghiệm giết thời gian để mô tả thời gian ít nhất cần thiết để gây ra các tác dụng kìm khuẩn hoặc diệt khuẩn. Thời gian sinh sản vi khuẩn nhanh chóng là một trong những yếu tố cần thiết chính của khả năng lây nhiễm vi khuẩn, một đặc điểm có thể là mục tiêu tốt để ngăn chặn sự lây nhiễm có thể sống được. Phân tích mức độ liên kết bằng cách sử dụng kiểm tra Kappa giữa kết quả MIC và MBC có thể xác nhận sự tương thích giữa hai phương pháp đánh giá bên cạnh việc tiết lộ mức độ liên kết cao hơn và độ tin cậy của các xét nghiệm. Do đó, kiểm tra kappa cung cấp nhiều thông tin hơn là một phép tính đơn giản về số lượng thỏa thuận thô. ¹²¹ Đánh giá nano bạc AgNPs-H₂O₂ công suất diệt khuẩn của sản phẩm liên quan đến các giá trị MIC và thời gian công bố sức mạnh diệt khuẩn của nó theo cách phụ thuộc vào liều lượng và thời gian. Kết quả của chúng tôi phù hợp với kết quả được báo cáo trong một nghiên cứu trước đó, ¹²² người phát hiện ra rằng số lượng E. coli giảm từ 10 ⁷ xuống 10 ¹ CFU / mL ở 14 giờ sau khi xử lý với các ion bạc, ¹²² và do đó, hoạt động của các hạt nano có thể giống như của các ion bạc. ¹²³ Theo quan sát trong nghiên cứu của chúng tôi, sản phẩm nano được sử dụng là nano bạc kết hợp với H₂O₂. Sự kết hợp này đã làm giảm nhanh khả năng tồn tại của vi khuẩn theo thời gian với việc vi khuẩn chết hoàn toàn các chủng MDR sau 12–24 giờ. Hành động được đề xuất này có thể được cho là có tác dụng diệt khuẩn cao hơn bởi hơn 100 lần đạt được khi kết hợp như vậy do phản ứng giống Fenton giữa hai tác nhân tạo ra nhóm Hydroxy (OH), ¹²⁴ được coi là một trong những chất mạnh nhất ROS hoạt tính sinh học. ⁴²

Kết luận

Với thông tin trên, nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh xu hướng đáng lo ngại về tỷ lệ vi khuẩn MDR cao hơn trong các trang trại bò sữa và lò mổ thịt bò ở Ai Cập, cho thấy việc sử dụng kháng sinh có sự phân biệt đối xử trong điều trị các bệnh truyền nhiễm. Rõ ràng, cần phải có một cuộc gọi khẩn cấp để tìm ra giải pháp thay thế cho những chất kháng khuẩn này. Quan trọng hơn, AgNPs-H₂O₂ đã chứng minh hoạt tính diệt khuẩn mạnh mẽ đầy hứa hẹn chống lại vi khuẩn MDR bất kể mức độ kháng đối với các chủng đã được thử nghiệm. Dữ liệu hiện tại của chúng tôi cũng kết luận rằng nano bạc AgNPs-H₂O₂ có thể được đề xuất như một tác nhân diệt khuẩn phổ rộng thân thiện với môi trường và nghiên cứu của chúng tôi đề xuất nghiên cứu thêm trong tương lai về các dòng tương tự chống lại các loài vi khuẩn khác và các hạt nano tương tự. Hơn nữa, việc giám sát các biện pháp vệ sinh và an toàn sinh học cũng như việc xử lý thuốc kháng sinh phải được kiểm tra cẩn thận.

Nguồn tham khảo:

Enhanced antibacterial effect of antibiotics in combination with silver nanoparticles against animal pathogens

• PMID: 26832810
• DOI: 10.1016/j.tvjl.2015.10.032