The Study of Synergistic Effects of n.butanolic Cyclamen coum Extract and Ciprofloxacin on inhibition of Pseudomonas aeruginosa biofilm formation

بررسي اثرات سينرژيسمي عصاره بوتانلي گياه Cyclamen coum و آنتي‏بيوتيك سيپروفلوكساسين بر مهار تشكيل بيوفيلم Pseudomonas aeruginosa

مقدمه: عفونت‏های ناشی از P. aeruginosa مولد بيوفيلم يكی از عوامل مهم مرگ و مير در بيماران مبتلا بهفيبروز سيستيك هستند. بر اساس نتايج بسياری از پژوهش‏ها، بيوفيلم‏ها نسبت به بسياری از آنتي‏بيوتيك‏ها به دليل ساختار نفوذناپذير مقاوم هستند. برای كاهش مقاومت باكتري‏ها به آنتی بيوتيك‏ها، بايد تشكيل بيوفيلم مهار شود.در اين مطالعه، اثرات ضدبيوفيلمی عصاره بوتانلی گياه C. coum گياه متعلق به خانواده Myrsinaceae در تركيب با سيپروفلوكساسين عليه بيوفيلم P. aeruginosa بررسی شد . مواد و روش ‏‏ ها: ابتدا توانايی تشكيل بيوفيلم، در سويه P. aeruginosa PAO1 و سويه بالينی P. aeruginosa (PA214) توسط روش ميكروتيترپليت اثبات شد. عصاره‏گيری بخش توبر(ساقه زيرزمينی) گياه C. coum توسط محلول‏‏های دی اتيل اتر، الكل اتانول و بوتانول انجام شد. فعاليت ضدميكروبی و ضدبيوفيلمی عصاره بوتانلی گياهC. coum (كه دارای تركيبات ساپونينی بود) به تنهايی و در تركيب باآنتي‏بيوتيك سيپروفلوكساسين توسط روش‏های microdilution و كريستال ويوله بررسی شد. تاثيرات سايتوتوكسيسيته عصاره بوتانلی گياه C. coum بر روی سلول‏های HT-29 توسط روش MTT بررسی شد . نتايج: توانايی تشكيل بيوفيلم توسط سويه‏‏های P. aeruginosa به شكل كمی اثبات شد. ميزان ساپونين عصاره بوتانلی گياه C. coum ، 156 ميكروگرم بر ميلي‏ليتر بود. عصاره بوتانلی گياه C. coum تاثيرات ضدميكروبی عليه سويه‏‏های آزاد-زی P. aeruginosa نشان داد. تركيب عصاره بوتانلی گياه C. coum و آنتی بيوتيك سيپروفلوكساسين به‏طور معني‏داری سبب مهار تشكيل بيوفيلم شد (ΣFBIC ≤ 0.5) . عصاره بوتانلی گياه C. coum فاقد اثرات سايتوتوكسيك برروی سلول‏‏های HT-29 بود . بحث و نتيجه ‏ گيری: تركيب عصاره بوتانلی گياه C. coum و آنتی بيوتيك سيپروفلوكساسين فعاليت ضدبيوفيلمی معني‏داری عليه P. aeruginosa نشان داد، اما هنوز مستلزم تحقيقات بالينی بيشتری است .

Introduction : Infections caused by Pseudomonas aeruginosa biofilm are the major causes of death in patients with cystic fibrosis (CF). Some studies revealed that biofilms are resistant to several antibiotics because of their impermeable structures. In order to re-sensitize bacteria to different antibiotics, biofilm formation should be inhibited. In this research, evaluation of antibiofilm activity of n-butanolic Cyclamen coum extract as a medici­nal plant from Myrsinaceae family, in combination with ciprofloxacin was carried out. Materials and method s: The biofilm formation ability by P. aeruginosa PAO1 and one clinically isolated P. aeruginosa (PA214) was confirmed by microtiter plate method. Extraction of the tubers of Cyclamen coum was done by fractionation method . The antibiofilm and antibacterial properties of n-butanolic C. coum extract (which includes saponin compounds) alone and in combination with ciprofloxacin by using microdilution and crystal violet methods were examined. The cytotoxicity effect of the n-butanolic extract on HT-29 cells was assayed by MTT (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyl-tetrazolium bromide) test. Results : The biofilm formation ability by P. aeruginosa strains was quantitatively confirmed. Saponin content of the n-butanolic C.coum extract was 156 µg/mL. The extract revealed antibacterial activity against the growth of planktonic P. aeruginosa strains. The combination of n-butanolic C.coum extract and ciprofloxacin significantly inhibited P.aeruginosa biofilm formation (ΣFBIC = 0.5). The n-butanolic C.coum extract showed insignificant cytotoxic effect against HT-29 human cancer cell line after 48 hours and 72 hours incubation . Discussion and conclusion : It can be concluded that n-butanolic C.coum extract in combination with ciprofloxacin significantly revealed antibiofilm activity against P. aeruginosa biofilm however, further clinical investigations are required.