Bài viết này khảo sát đặc tính kháng khuẩn của một chủng xạ khuẩn phân lập được từ thực vật - chủng xạ khuẩn SS473 phân lập từ cây Xương khỉ (Clinacanthus nutans) thể hiện hoạt tính kháng lại các chủng vi khuẩn E. coli sinh ESBL gây bệnh phân lập từlâm sàng. Ngoài ra, chủng SS473 có phổ kháng khuẩn rộng khi thể hiện hoạt tính kháng khuẩn trên nhiều loại vi khuẩn gây bệnh khác nhau. Môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng đến hoạt tính kháng khuẩn của chủng SS473. Mời các bạn cùng tham khảo!
Khoa học Y - Dược DOI: 10.31276/VJST.63(9).26-32 Nghiên cứu hoạt tính kháng Escherichia coli sinh enzyme β-lactamase phổ rộng (ESBL) chủng xạ khuẩn Streptomyces sp SS473 phân lập từ thực vật Nguyễn Trung Hiếu1, Nguyễn Phước Đạt1, 2, Nguyễn Thị Ngọc Quyên2, Trần Lệ Trúc Hà1, Quan Quốc Đăng3, Nguyễn Hoàng Chương4* Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Sinh học TP Hồ Chí Minh Cục Cơng tác phía Nam, Bộ KH&CN Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Ngày nhận 2/8/2021; ngày chuyển phản biện 4/8/2021; ngày nhận phản biện 31/8/2021; ngày chấp nhận đăng 6/9/2021 Tóm tắt: E coli sinh enzyme β-lactamase phổ rộng (ESBL) vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm người khả kháng nhiều loại kháng sinh Đây vấn đề đặc biệt nghiêm trọng bối cảnh số lượng kháng sinh đưa vào sử dụng điều trị bệnh nhiễm trùng vi khuẩn ngày Điều dẫn tới mối đe dọa sức khỏe cộng đồng có quy mơ tồn cầu đặt nhu cầu cấp thiết phải có kháng sinh điều trị bệnh nhiễm khuẩn Trong nghiên cứu này, tác giả khảo sát đặc tính kháng khuẩn chủng xạ khuẩn phân lập từ thực vật - chủng xạ khuẩn SS473 phân lập từ Xương khỉ (Clinacanthus nutans) thể hoạt tính kháng lại chủng vi khuẩn E coli sinh ESBL gây bệnh phân lập từ lâm sàng Ngồi ra, chủng SS473 có phổ kháng khuẩn rộng thể hoạt tính kháng khuẩn nhiều loại vi khuẩn gây bệnh khác Môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng đến hoạt tính kháng khuẩn chủng SS473 Trong thí nghiệm khảo sát tính bền, hoạt tính kháng khuẩn chủng SS473 trì đến nhiệt độ 80oC, nhiên hoạt tính bị pH pH 13 Hoạt tính kháng khuẩn SS473 không bị ảnh hưởng bị xử lý tia UV protease Dựa kết phân tích hình thái với mơi trường đặc trưng cho nhóm xạ khuẩn giải trình tự gen 16S rRNA, chủng SS473 xác định thuộc chi xạ khuẩn Streptomyces gọi Streptomyces sp SS473 Kết tiền đề cho nghiên cứu nhằm xác định hợp chất thứ cấp có hoạt tính kháng khuẩn từ chủng SS473 nghiên cứu đường sinh tổng hợp hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn Từ khóa: E coli, ESBL, kháng khuẩn, SS473, Streptomyces Chỉ số phân loại: 3.5 Đặt vấn đề khuẩn sinh ESBL chủ yếu E coli 65,8% [6] Thời gian gần đây, tỷ lệ vi khuẩn E coli sinh ESBL (enzyme beta-lactamase phổ rộng) gây bệnh tăng lên cách nhanh chóng ở nhiều nơi thế giới, đặc biệt nước thuộc khu vực châu Á [1-3] ESBL nhóm enzyme ở vi khuẩn có tác dụng giúp vi khuẩn kháng lại kháng sinh thuộc nhóm β-lactam gồm cephalosporin sớ dịng kháng sinh khác Các nghiên cứu tại cộng đồng cũng cho thấy tỷ lệ người khỏe mạnh nhiễm E coli sinh ESBL có chiều hướng tăng dần ở hầu hết châu lục [4] Ở Việt Nam, số kết quả nghiên cứu gần cho thấy E coli sinh ESBL diện bệnh nhân cao Kết quả khảo sát trực khuẩn Gram âm sinh β-lactamase phổ rộng phân lập tại Bệnh viện Đại học Y dược TP Hờ Chí Minh cho thấy tỉ lệ nhiễm vi kh̉n sinh ESBL chiếm 32,4%, E coli chiếm tỉ lệ cao 71,2% chủng vi khuẩn sinh ESBL đề kháng cao với nhóm kháng sinh aminoglycosides (trừ amikacin) fluoroquinolones [5] Một nghiên cứu khác tại bệnh viện Chợ Rẫy cho thấy 174 mẫu phân của bệnh nhân khơng nhiễm kh̉n tiêu hóa đến khám bệnh có 133 mẫu (76,4%) có vi Xạ khuẩn tiếng với khả sinh chất chuyển hố thứ cấp có hoạt tính sinh học kháng vi sinh vật, kháng phân bào, ức chế enzyme, ức chế miễn dịch đặc tính sinh học quý khác Hiện nay, khoảng hai phần ba thuốc kháng sinh sử dụng người động vật có nguồn gốc từ xạ khuẩn, điều cho thấy tầm ứng dụng lớn xạ khuẩn sản xuất thuốc kháng khuẩn có nguồn gốc vi sinh vật [7] Xu hướng đề kháng kháng sinh tạo động lực cho nhà khoa học nỗ lực tìm kiếm loại kháng sinh hiệu chủng vi khuẩn đa kháng thuốc Điển hình Nhật Bản, kháng sinh yatakemycin tách chiết từ Streptomyces sp TP - A0356 cho hiệu kháng lại nấm Aspergillus fumigatus, Candida albicans chống lại tế bào ung thư với giá trị MIC (nồng độ ức chế tối thiểu) 0,01-0,3 mg/ml [8] Tại Hàn Quốc, chủng xạ khuẩn Streptomyces sp C684 phân lập cho thấy khả sinh chất kháng sinh laidlomycin, chất tiêu diệt tụ cầu khuẩn kháng methicillin (MRSA) cầu khuẩn kháng vancomycin (VRE) [9] Khi phân lập 20 mẫu đất, Al-Hulu cộng phân lập Tác giả liên hệ: Email: nhchuong@hcmus.edu.vn * 63(9) 9.2021 26 Khoa học Y - Dược Study of antibacterial activity of Streptomyces sp SS473 isolated from plants against ESBL-producing Escherichia coli Trung Hieu Nguyen1, Phuoc Dat Nguyen1, 2, Thi Ngoc Quyen Nguyen2, Le Truc Ha Tran1, Quoc Dang Quan3, Hoang Chuong Nguyen4* Nguyen Tat Thanh University Center for Research and Application in Bioscience, Ho Chi Minh city Agency for Southern Affairs of Ministry of Science and Technology University of Science, Vietnam National University, Ho Chi Minh city Received August 2021; accepted September 2021 Abstract: The broad spectrum β-lactamase-producing E coli (ESBL) is a dangerous bacterial pathogen in humans due to its resistance to many antibiotics This is especially serious in the context of a limited number of new antibiotics for treating bacterial infections This leads to a global public health threat and places an urgent need for new antibiotics In this study, the authors investigated the antibacterial properties of an actinomyces strain isolated from the plant Clinacanthus nutans against the ESBLproducing E coli strains These actinomyces strains were designated as SS473 Moreover, SS473 showed a broad spectrum of antibacterial activity on several clinically isolated pathogenic bacteria Culture media have different effects on the antibacterial activity of SS473 In stability tests, the antibacterial activity of strain SS473 remained at a temperature up to 80oC but was lost at pH and 13 By contrast, the antibacterial activity was not affected by UV and protease treatments Based on the results of morphological identification with specific media for Streptomyces and molecular identification on 16S rRNA gene, strain SS473 was suggested to belong to the Streptomyces genus and was named Streptomyces sp SS473 The results in this study will pave the way for the following research on the identification of secondary metabolites having antibacterial activity and their biosynthetic pathways in Streptomyces sp SS473 in the future Keywords: antibacterial activity, E coli., ESBL, SS473, Streptomyces Classification number: 3.5 63(9) 9.2021 chủng Streptomyces kháng E coli sinh ESBL mạnh với đường kính vịng kháng khuẩn từ 12-16 mm [10] Tại Việt Nam, nghiên cứu phân lập chủng S autotrophicus HDL 3.16 từ vùng ven bờ biển Việt nam, chủng cho thấy tổng hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn cao [11] Mới đây, nghiên cứu tập trung phân lập chủng xạ khuẩn nội sinh thực vật, kết cho thấy phát vài chủng xạ khuẩn có khả kháng lại vi khuẩn kháng thuốc Điển chủng Streptomyces sp SS004 phân lập từ Trinh nữ hồng cung (Crinum latifolium) có khả kháng lại vi khuẩn kháng kháng sinh ni cấy [12] Phân tích hoạt chất từ dịch chiết etyl axetat chủng S cavourensis YBQ59 phân lập Quế tỉnh Yên Bái thu chất 1-monolinolein, bafilomycin D, axit nonactic, daidzein, 3’-hydroxydaidzein Các chất thể hoạt tính kháng khuẩn chống lại S aureus kháng methicillin ATCC 33591 (MRSA) S epidermidis ATCC 35984 (MRSE) kháng methicillin Trong đó, 1-monolinolein, bafilomycin D đề xuất chất ức chế vi khuẩn kháng thuốc dòng tế bào ung thư [13] Kết cho thấy, nhiều triển vọng phân lập nuôi cấy chủng xạ khuẩn từ thực vật có khả kháng lại chủng vi khuẩn gây bệnh tiền đề để nghiên cứu, sản xuất thuốc kháng sinh kháng lại chủng vi khuẩn đề kháng kháng sinh Đối tượng phương pháp nghiên cứu Vật liệu Chủng xạ khuẩn SS473 phân lập từ Xương khỉ Chùa Sam Rong, tỉnh Trà Vinh Các chủng vi khuẩn gây bệnh gồm Enterobacter cloaceae, Acinetobacter baumannii, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecium phân lập từ lâm sàng cung cấp Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Sinh học TP Hồ Chí Minh Các hóa chất thành phần môi trường sử dụng nghiên cứu cung cấp Xilong (Trung Quốc), Himedia (Ấn Độ), Bioline (Anh) Các primer cung cấp Phù Sa Biochem (Việt Nam) Các đĩa kháng sinh cung cấp Công ty Nam khoa Biotek (Việt Nam) Xác định khả sinh ESBL chủng E coli Các chủng E coli nghiên cứu nuôi cấy môi trường Nutrient agar từ 16-18 37oC Sinh khối thu nhận hòa nước muối sinh lý (0,9%) nồng độ 108 CFU/ml Sau đó, dịch vi khuẩn trải môi trường MHA Các khoanh giấy lọc chứa kháng sinh (khoanh kháng sinh) bao gồm cefpodoxime (10 µg), ceftazidime (30 µg), aztreonam (30 µg), cefotaxime (30 µg), ceftriaxone (30 µg) đặt đĩa MHA chứa E coli để thực khảo sát ban đầu sinh ESBL (initial screen test) Để khẳng định kiểu hình sinh ESBL (phenotypic confirmatory test), khoanh kháng sinh ceftazidime (30 µg), ceftazidime/clavuanic acid (30/10 µg), cefotaxime (30 µg) cefotaxime/clavuanic acid (30/10 µg) đặt đĩa MHA chứa E coli Các đĩa MHA ủ 37oC 16-18 Kết kháng sinh đồ ghi nhận cách đo đường kính vịng vơ khuẩn xuất quanh khoanh kháng sinh Chủng E coli xác định sinh ESBL có vịng vơ khuẩn kháng sinh thử nghiệm khảo sát ban đầu cụ thể 27 Khoa học Y - Dược sau: cefpodoxime