ANTIBACTERIAL EFFECT OF NATURAL OILS – AN OPPORTUNITY TO SOLVE THE PROBLEM OF ANTIBIOTIC RESISTANCE ON THE EXAMPLE OF PSEUDOMONAS SPP.


PRZECIWDROBNOUSTROJOWA AKTYWNOŚĆ OLEJKÓW ETERYCZNYCH SZANSĄ ROZWIĄZANIA PROBLEMU ANTYBIOTYKOODPORNOŚCI NA PRZYKŁADZIE BAKTERII PSEUDOMONAS SPP.
Katarzyna Leja, Kamila Szudera-Kończal, Kamila Myszka, Katarzyna Czaczyk

DOWNLOAD PDF FILE

Abstract: Presently, the overuse of antibiotics is a great problem all over the world. The reason for this phenomenon is both primary and secondary resistance. Primary resistance is a congenital feature of microbes and does not depend on its contact with a drug. It is chromosomally coded and cannot be transmitted to other species of bacteria. Secondary resistance, on the other hand, develops as a result of contact with the antibiotic substance. Genes located in plasmids are responsible for the formation of this type of resistance. One plasmid often contains resistance genes for several different antibiotics. Plasmids can transfer gene-encoded resistance from one bacterial cell to another by conjugation and transduction. As a result of the overuse of antibiotics in humans and animals, a growing number of infections – such as pneumonia, salmonellosis, tuberculosis, and gonorrhea – are becoming more troublesome to treat. Antibiotic resistance leads also to longer hospital stays, higher medical costs and finally increased mortality. Now people are finally becoming aware of the consequences of the overuse of antibiotics. Thus, interest in natural bacteriostatic materials, such as plant essential oils, has observably grown. A number of scientific studies have confirmed the antimicrobial activity of plant-derived essential oils against pathogenic bacteria, including Pseudomonas aeruginosa. A very important advantage of plant oils is the fact that they are active in low, sub-lethal concentrations, without provoking the acquisition resistance mechanisms in bacteria. The aim of this review was to explain the mechanisms of antibiotic resistance formation on the example of Pseudomonas aeruginosa and to demonstrate that it is worth looking for alternative treatment methods which can lead to limiting the use of antibiotics. Finally, this work tries to explain how the oils work.

1.Introduction. 2. The characteristics of Pseudomonas genus. 2.1. Pseudomonas aeruginosa. 3. The mechanisms of antibiotic resistance in Pseudomonas spp. 3.1. Intrinsic resistance. 3.2. Adaptive resistance. 3.3. Plasmid resistance. 4. The most common resistances of clinical P. aeruginosa strains to antibiotics. 4.1. Resistance to aminoglycosides. 4.2. Resistance to fluoroquinolones. 4.3. Resistance to cephalosporins. 5. Essential oils from plants as a natural alternative for antibiotics. 5.1. Antibacterial activity of plant EOs against Pseudomonas spp. 5.2. How EOs work on the bacteria cell. 6. Summary

Streszczenie: Nadużywanie antybiotyków stanowi ogromny problem na całym świecie, powodując wzrost antybiotykoodporności u patogennych bakterii. Powodem tego zjawiska jest zarówno oporność pierwotna, jak i wtórna. Oporność pierwotna jest cechą wrodzoną drobnoustrojów i nie zależy od jego kontaktu z lekiem. Kodowana jest chromosomalnie i nie może być przekazywana innym gatunkom bakterii. Oporność wtórna natomiast pojawia się w wyniku kontaktu z substancją antybiotykową. Za powstawanie tego typu oporności odpowiadają geny zlokalizowane w plazmidach. Jeden plazmid zawiera często geny oporności na kilka różnych antybiotyków. Plazmidy mogą przenosić geny kodujące oporność z jednej komórki bakteryjnej na inną na drodze koniugacji i transdukcji. W wyniku nadużywania antybiotyków u ludzi i zwierząt coraz większa liczba infekcji – takich jak zapalenie płuc, salmonelloza, gruźlica i rzeżączka – staje się coraz trudniejsza w leczeniu. Odporność na antybiotyki prowadzi również do dłuższych pobytów w szpitalu, wyższych kosztów leczenia i ostatecznie do zwiększenia śmiertelności. Obecnie ludzie zaczynają być wreszcie świadomi konsekwencji nadużywania silnych środków bakteriobójczych. Dlatego poszukuje się rozwiązań alternatywnych. Przykładem jest wykorzystanie bakteriostatycznej aktywności lejków roślinnych pochodzenia roślinnego. Wiele badań naukowych potwierdziło działanie przeciwdrobnoustrojowe olejków eterycznych pochodzenia roślinnego wobec bakterii chorobotwórczych, w tym Pseudomonas aeruginosa. Bardzo ważną zaletą olejów roślinnych jest fakt, że są aktywne w niskich, sub-letalnych stężeniach, bez powodowania mechanizmów oporności u bakterii. Celem niniejszej pracy było wyjaśnienie mechanizmów powstawania oporności na antybiotyki na przykładzie bakterii Pseudomonas aeruginosa oraz wskazanie konieczności poszukiwania alternatywnych metod terapii, które mogłyby przynajmniej częściowo przyczynić się do ograniczenia spożywania antybiotyków. Podjęto także próbę wyjaśnienia mechanizmów oddziaływania olejów na komórki bakterii.

1.Wstęp. 2. Charakterystyka bakterii z rodzaju Pseudomonas. 2.1. Pseudomonas aeruginosa. 3. Mechanizmy antybiotykooporności u Pseudomonas spp. 3.1. Oporność wewnętrzna 3.2. Oporność adaptacyjna. 3.3. Oporność plazmidowa. 4. Najczęstsza oporność klinicznych szczepów P. aeruginosa na antybiotyki. 4.1. Oporność na aminoglikozydy. 4.2. Oporność na fluorochinolony. 4.3. Oporność na cefalosporyny. 5. Roślinne olejki eteryczne – alternatywa dla antybiotyków. 5.1. Przeciwdrobnoustrojowa aktywność olejków eterycznych względem Pseudomonas spp. 5.2. Mechanizm oddziaływania olejków eterycznych na komórki bakterii. 6. Podsumowanie

Najnowszy numer

Najnowszy numer

POSTĘPY MIKROBIOLOGII
2019, 58, 2

O Towarzystwie

PTM

Celem Polskiego Towarzystwa
Mikrobiologów jest propagowanie rozwoju nauk mikrobiologicznych

i popularyzowanie osiągnięć
mikrobiologii wśród członków Towarzystwa oraz szerokich kręgów społeczeństwa. Formami działalności jest organizowanie zjazdów, posiedzeń naukowych, kursów, wykładów
i odczytów oraz konkursów prac naukowych; wydawanie i popieranie wydawania czasopism naukowych, książek
i innych publikacji
z dziedziny mikrobiologii; opiniowanie o stanie i potrzebach mikrobiologii polskiej

i występowanie w jej sprawach wobec
władz państwowych; współpraca
z pokrewnymi stowarzyszeniami
w kraju i za granicą.