Synergistic And Additive Effect Of Oregano Essential Oil And Biological Silver Nanoparticles Against Multidrug-resistant Bacterial Strains

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Bacterial resistance to conventional antibiotics has become a clinical and public health problem, making therapeutic decisions more challenging. Plant compounds and nanodrugs have been proposed as potential antimicrobial alternatives. Studies have shown that oregano (Origanum vulgare) essential oil (OEO) and silver nanoparticles have potent antibacterial activity, also against multidrug-resistant strains; however, the strong organoleptic characteristics of OEO and the development of resistance to these metal nanoparticles can limit their use. This study evaluated the antibacterial effect of a two-drug combination of biologically synthesized silver nanoparticles (bio-AgNP), produced by Fusarium oxysporum, and OEO against Gram-positive and Gram-negative bacteria, including multidrug-resistant strains. OEO and bio-AgNP showed bactericidal effects against all 17 strains tested, with minimal inhibitory concentrations (MIC) ranging from 0.298 to 1.193 mg/mL and 62.5 to 250 mu M, respectively. Time-kill curves indicated that OEO acted rapidly (within 10 min), while the metallic nanoparticles took 4 h to kill Gram-negative bacteria and 24 h to kill Gram-positive bacteria. The combination of the two compounds resulted in a synergistic or additive effect, reducing their MIC values and reducing the time of action compared to bio-AgNP used alone, i.e., 20 min for Gram-negative bacteria and 7 h for Gram-positive bacteria. Scanning electron microscopy (SEM) revealed similar morphological alterations in Staphylococcus aureus (non-methicillin-resistant S. aureus, non-MRSA) cells exposed to three different treatments (OEO, bio-AgNP and combination of the two), which appeared cell surface blebbing. Individual and combined treatments showed reduction in cell density and decrease in exopolysaccharide matrix compared to untreated bacterial cells. It indicated that this composition have an antimicrobial activity against S. aureus by disrupting cells. Both compounds showed very low hemolytic activity, especially at MIC levels. This study7CNPq BIOTEC [402728/2013-0]Postgraduate Program in Microbiology of Universidade Estadual de LondrinaConselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Reconhecendo a Microbiologia no nosso dia a dia pelo método PBL por estudantes do ensino médio

A microbiologia é a ciência que estuda os microrganismos e a relação destes com a nossa vida e meio ambiente. Entretanto, a microbiologia é um tema transmitido ao ensino médio, quase que exclusivamente de forma conceitual e teórica pelo professor, exigindo para sua compreensão, um alto nível de abstração por parte do aluno, dificultando o processo de aprendizagem. O presente trabalho teve como objetivo aplicar a metodologia do PBL no ensino de microbiologia para o ensino médio, relacionando-a com o cotidiano dos estudantes. O PBL coloca o aluno como papel central na produção do conhecimento, visto que o mesmo deve procurar soluções para um problema que lhe é apresentado. O trabalho realizado fez parte do projeto de extensão “Reconhecendo a microbiologia no nosso dia a dia”, financiado pela Secretaria da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior do Estado do Paraná (SETI-PR). Neste projeto atuaram docentes e discentes de pós-graduação (mestrado e doutorado) e graduação, abrangendo cursos de diferentes áreas (Artes visuais, Biologia, Biomedicina, Farmácia, entre outros). Foram alvo desta ação de extensão 13 turmas do ensino médio público, totalizando 272 estudantes, em três cidades do Paraná (Londrina, Tamarana e São Jerônimo da Serra). Primeiramente 10 diferentes tutoriais foram preparados e alguns destes foram aplicados nas escolas públicas. A metodologia PBL teve uma boa aceitação, tanto pelos estudantes quanto pelos professores. Sendo assim, a aplicação do método PBL para o ensino de Microbiologia para o Ensino Médio se mostrou possível e eficiente. Os alunos de ensino básico adotaram atitudes independentes, reflexivas e críticas, participando como protagonista na construção do próprio conhecimento. Deste modo, a metodologia dialética associada com aulas práticas estimulou o trabalho em equipe, contribuindo para formação de cidadãos mais conscientes em relação aos microrganismos, pois compreenderam o papel destes em diversos aspectos de sua vida, saúde e meio ambiente

Reconhecendo a Microbiologia no nosso dia a dia pelo método PBL por estudantes do ensino médio

A microbiologia é a ciência que estuda os microrganismos e a relação destes com a nossa vida e meio ambiente. Entretanto, a microbiologia é um tema transmitido ao ensino médio, quase que exclusivamente de forma conceitual e teórica pelo professor, exigindo para sua compreensão, um alto ní­vel de abstração por parte do aluno, dificultando o processo de aprendizagem. O presente trabalho teve como objetivo aplicar a metodologia do PBL no ensino de microbiologia para o ensino médio, relacionando-a com o cotidiano dos estudantes. O PBL coloca o aluno como papel central na produção do conhecimento, visto que o mesmo deve procurar soluções para um problema que lhe é apresentado. O trabalho realizado fez parte do projeto de extensão "Reconhecendo a microbiologia no nosso dia a dia" , financiado pela Secretaria da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior do Estado do Paraná (SETI-PR). Neste projeto atuaram docentes e discentes de pós-graduação (mestrado e doutorado) e graduação, abrangendo cursos de diferentes áreas (Artes visuais, Biologia, Biomedicina, Farmácia, entre outros). Foram alvo desta ação de extensão 13 turmas do ensino médio público, totalizando 272 estudantes, em três cidades do Paraná (Londrina, Tamarana e São Jerônimo da Serra). Primeiramente 10 diferentes tutoriais foram preparados e alguns destes foram aplicados nas escolas públicas. A metodologia PBL teve uma boa aceitação, tanto pelos estudantes quanto pelos professores. Sendo assim, a aplicação do método PBL para o ensino de Microbiologia para o Ensino Médio se mostrou possí­vel e eficiente. Os alunos de ensino básico adotaram atitudes independentes, reflexivas e crí­ticas, participando como protagonista na construção do próprio conhecimento. Deste modo, a metodologia dialética associada com aulas práticas estimulou o trabalho em equipe, contribuindo para formação de cidadãos mais conscientes em relação aos microrganismos, pois compreenderam o papel destes em diversos aspectos de sua vida, saúde e meio ambiente

Comparison of Antibiotic Resistance and Virulence Factors among Escherichia coli Isolated from Conventional and Free-Range Poultry

Microbiological contamination in commercial poultry production has caused concerns for human health because of both the presence of pathogenic microorganisms and the increase in antimicrobial resistance in bacterial strains that can cause treatment failure of human infections. The aim of our study was to analyze the profile of antimicrobial resistance and virulence factors of E. coli isolates from chicken carcasses obtained from different farming systems (conventional and free-range poultry). A total of 156 E. coli strains were isolated and characterized for genes encoding virulence factors described in extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC). Antimicrobial susceptibility testing was performed for 15 antimicrobials, and strains were confirmed as extended spectrum of β-lactamases- (ESBLs-) producing E. coli by phenotypic and genotypic tests. The results indicated that strains from free-range poultry have fewer virulence factors than strains from conventional poultry. Strains from conventionally raised chickens had a higher frequency of antimicrobial resistance for all antibiotics tested and also exhibited genes encoding ESBL and AmpC, unlike free-range poultry isolates, which did not. Group 2 CTX-M and CIT were the most prevalent ESBL and AmpC genes, respectively. The farming systems of poultries can be related with the frequency of virulence factors and resistance to antimicrobials in bacteria

Antibiofilm Effect of Biogenic Silver Nanoparticles Combined with Oregano Derivatives against Carbapenem-Resistant <i>Klebsiella pneumoniae</i>

Resistant bacteria may kill more people than COVID-19, so the development of new antibacterials is essential, especially against microbial biofilms that are reservoirs of resistant cells. Silver nanoparticles (bioAgNP), biogenically synthesized using Fusarium oxysporum, combined with oregano derivatives, present a strategic antibacterial mechanism and prevent the emergence of resistance against planktonic microorganisms. Antibiofilm activity of four binary combinations was tested against enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) and Klebsiella pneumoniae carbapenemase-producing K. pneumoniae (KPC): oregano essential oil (OEO) plus bioAgNP, carvacrol (Car) plus bioAgNP, thymol (Thy) plus bioAgNP, and Car plus Thy. The antibiofilm effect was accessed using crystal violet, MTT, scanning electron microscopy, and Chromobacterium violaceum anti-quorum-sensing assays. All binary combinations acted against preformed biofilm and prevented its formation; they showed improved antibiofilm activity compared to antimicrobials individually by reducing sessile minimal inhibitory concentration up to 87.5% or further decreasing biofilm metabolic activity and total biomass. Thy plus bioAgNP extensively inhibited the growth of biofilm in polystyrene and glass surfaces, disrupted three-dimensional biofilm structure, and quorum-sensing inhibition may be involved in its antibiofilm activity. For the first time, it is shown that bioAgNP combined with oregano has antibiofilm effect against bacteria for which antimicrobials are urgently needed, such as KPC

Antibacterial Activity of Biodegradable Films Incorporated with Biologically-Synthesized Silver Nanoparticles and the Evaluation of Their Migration to Chicken Meat

The food industry has been exploring the association of polymers with nanoparticles in packaging production, and active products are essential to increase the shelf life of food and avoid contamination. Our study developed starch-poly (adipate co-terephthalate butyl) films with silver nanoparticles produced with Fusarium oxysporum components (bio-AgNPs), intending to control foodborne pathogens. The bio-AgNPs showed activity against different Salmonella serotypes, including multidrug-resistant Salmonella Saint Paul and Salmonella Enteritidis, with minimum bactericidal concentrations ranging from 4.24 to 16.98 µg/mL. Biodegradable films with bio-AgNPs inhibited the growth of up to 106Salmonella isolates. Silver migration from the films to chicken was analyzed using electrothermal atomic absorption spectrophotometry, and the results showed migration values (12.94 mg/kg and 3.79 mg/kg) above the limits allowed by the European Food Safety Authority (EFSA) (0.05 mg/kg). Thus, it is necessary to improve the technique to avoid the migration of silver to chicken meat, since these concentrations can be harmful