Novel biosynthesis of tellurium nanoparticles and investigation of their activity against common pathogenic bacteria

الملخص: أهداف البحث: يتحمل التيلوريوم اهتمام المعنيين المتميزين لخصائصه الرائعة. تهدف هذه الدراسة لاختبار التأثير المضاد للبكتيريا في المختبر لجسيمات التيلوريوم النانوية المصنعة حيويا من الشعيات ضد المكورات العنقودية المقاومة للميثاسيلين باعتبارها أحد المسببات الشائعة للأمراض البكتيرية في الدم. بالإضافة لذلك، تم اختبار تأثير جزيئات التيلوريوم النانوية ضد المكورات العنقودية المقاومة للميثاسيلين في الجسم الحي. طريقة البحث: تم اختبار تسع عزلات من الشعيات لمعرفة قدرتها على تقليل تيلوريت البوتاسيوم إلى جزيئات التيلوريوم النانوية. تم التعرف على عزل الشعيات الأكثر كفاءة باستخدام البروتوكولات الجزيئية. تم تمييز التيلوريوم النانوية الناتجة عن طريق تطبيق أنواع مختلفة من الإشعاعات. تم الكشف عن الأنواع البكتيرية المسؤولة عن التهابات مجرى الدم في مستشفى الحسين. تم إجراء تحديد البكتيريا واختبار الحساسية للمضادات الحيوية باستخدام جهاز الفايتك 2. تم إجراء نماذج العدوى الحيوانية لاختبار فعالية التيلوريوم النانوية المنتجة مقابل المكورات العنقودية المقاومة للميثاسيلين المعزولة الأكثر شيوعا باستخدام مقايسة البقيا، وعدد المستعمرات، وتقييم السيتوكينات، والاختبار الكيميائي الحيوي. النتائج: تم التعرف على عزلة الشعيات الأكثر كفاءة على أنها المتسلسلة جرامينيسولي وأعطيت رقم المدخل (أو إل 773539) كان متوسط حجم الجسيمات من الجسيمات النانوية المنتجة من التيلوريوم 21.4 نانومتر مع أشكال الأعواد والزهيرة. تم تحديد المكورات العنقودية المقاومة للميثاسيلين على أنها البكتيريا الرئيسية (60٪) التي تسبب التهابات مجرى الدم، تليها الإشريكية القولونية (25٪) ، والكلبسيله الرئوية (15٪). تم اختبار جزيئات التيلوريوم النانوية المنتجة مقابل المكورات العنقودية المقاومة للميثاسيلين باعتبارها البكتيريا الأكثر شيوعا المعزولة من الدم والتي تظهر منطقة تثبيط عمل واعدة 24 ± 0.7 مم و التركيز التثبيطي الأدنى 50 ميكروغرام/مل. نموذج عدوى حيواني يعكس الإجراء الواعد لجزيئات التيلوريوم النانوية بمفردها أو بالاشتراك مع دواء معياري لمكافحة المكورات العنقودية المقاومة للميثاسيلين في نموذج العدوى الوريدي للفئران. الاستنتاجات: يكون لجزيئات التيلوريوم النانوية جنبا إلى جنب مع الفانكومايسين تأثير متتابع في مكافحة تجرثم الدم وتستحق لمزيد من التحقق من النتائج. Abstract: Objectives: Tellurium has received substantial attention for its remarkable properties. This study performed in vitro and in vivo testing of the antibacterial action of tellurium nanoparticles biosynthesized in actinomycetes against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), a common blood bacterial pathogen. Methods: Nine actinomycete isolates were tested for their potential to reduce potassium tellurite (K2TeO3) and form tellurium nanoparticles (TeNPs). The most efficient actinomycete isolate in producing Tellerium nanoparticles was identified through molecular protocols. The generated TeNPs were characterized using UV, TEM, EDX, XRD and FTIR. The bacterial species implicated in bloodstream infections were detected at El Hussein Hospital. Bacterial identification and antibiotic susceptibility testing were performed using Vitek 2. An animal infection model was used to test the efficacy of the produced TeNPs against the most commonly isolated methicillin-resistant S. aureus using survival assays, colony counting, cytokine assessment and biochemical testing. Results: The most efficient actinomycete isolate was identified as Streptomyces graminisoli and given the accession number (OL773539). The mean particle size of the produced TeNPs was 21.4 nm, and rods and rosette forms were observed. Methicillin-resistant S. aureus (MRSA) was the main bacterium (60%) causing blood stream infections, and was followed by Escherichia coli (25%) and Klebsiella pneumoniae (15%). The produced TeNPs were tested against MRSA, the bacterium most frequently isolated from blood, and showed a promising action inhibition zone of 24 ± 0.7 mm and an MIC of 50 μg/ml. An animal infection model indicated the promise of TeNPs alone or in combination with standard drugs to combat MRSA in a rat intravenous infection model. Conclusion: TeNPs combined with vancomycin have successive impact to combat bacteremia for further verification of results

Identification of Novel Bioactive Compound Derived from Rheum officinalis against Campylobacter jejuni NCTC11168

Gastric diseases are increasing with the infection of Campylobacter jejuni. Late stages of infection lead to peptic ulcer and gastric carcinoma. C. jejuni infects people within different stages of their life, especially childhood, causing severe diarrhea; it infects around two-thirds of the world population. Due to bacterial resistance against standard antibiotic, a new strategy is needed to impede Campylobacter infections. Plants provide highly varied structures with antimicrobial use which are unlikely to be synthesized in laboratories. A special feature of higher plants is their ability to produce a great number of organic chemicals of high structural diversity, the so-called secondary metabolites. Twenty plants were screened to detect their antibacterial activities. Screening results showed that Rheum officinalis was the most efficient against C. jejuni. Fractionation pattern was obtained by column chromatography, while the purity test was done by thin-layer chromatography (TLC). The chemical composition of bioactive compound was characterized using GC-MS, nuclear magnetic resonance, and infrared analysis. Minimal inhibitory concentration (MIC) of the purified compound was 31.25 µg/ml. Cytotoxicity assay on Vero cells was evaluated to be 497 µg/ml. Furthermore, the purified bioactive compound activated human lymphocytes in vitro. The data presented here show that Rheum officinalis could potentially be used in modern applications aimed at the treatment or prevention of foodborne diseases