| Abstract | Jedan od glavnih uzroka pojave mikrobne rezistencije na konvencionalne antibiotike je nekritično korištenje antibiotika u poljoprivrednoj proizvodnji. Stoga je nužno pronaći alternativna rješenja i nove tvari s visokoselektivnim i specifičnim antimikrobnim djelovanjem koji ne uzrokuju razvoj antibiotičke rezistencije. Među takvim spojevima ističu se kationski antimikrobni peptidi. U značajne izvore takvih peptida spada apitoksin (pčelinji otrov) kojeg luče medonosne pčele (Apis mellifera L.). Antimikrobno djelovanje apitoksina uglavnom se pripisuje melitinu, dominantnom peptidu u apitoksinu i enzimu fosfolipazi A2. Cilj ovog rada je ispitati potencijal apitoksina u kontroli mikrobnog rasta. Ispitano je njegovo in vitro antimikrobno djelovanje u rasponu koncentracija 12,5 – 800 μg/mL, na korisne (Lb. sakei LS0296, E. durans ED004, Lc. lactis LL8307) te gram pozitivne (S. aureus subsp. aureus DSM 20231, L. innocua ATCC 33090, B. cereus DSM 6791) i gram negativne (E. coli ATCC 25922, S. enterica subsp. enterica DSM 14221) potencijalno patogene mikroorganizme te su određene minimalne inhibitorne (MIK) i bakteriocidne (MBK) koncentracije apitoksina za različite biomase ispitivanih bakterija (log 3, 6 i 8 CFU/mL). Nadalje, njegov učinak je uspoređen s konvencionalnim antibioticima. Utvrđeno je da apitoksin djeluje antimikrobno na sve ispitivane izolate. Rast izolata je obrnuto proporcionalan koncentraciji apitoksina, dok su MIK i MBK vrijednosti proporcionalne početnoj biomasi svih izolata. Iako su se vizualno MIK vrijednosti mogle odrediti nakon 24 h, pokazalo se da je spektrofotometrijska metoda osjetljivija i točnija od vizualne detekcije. U pravilu, MBK vrijednosti su jednake (kod izolata gdje je MIK≤12,5 μg/mL) ili dva puta veće od MIK vrijednosti. Pri biomasi od 8 log CFU/mL, djelovanje apitoksina na izolate L. innocua, E. coli i S. enterica subsp. enterica je bilo odgođeno i MIK vrijednosti su mogle biti određene tek nakon 48 h. Neočekivano visoke MBK vrijednosti zabilježene su kod E. coli (biomasa log 8 CFU/mL, 400 μg/mL) i B. cereus (3 log CFU/mL, 50 μg/mL). U oba slučaja se radi o bakterijama s dodatnim mehanizmima preživljavanja nepovoljnih uvjeta. Svi ispitivani izolati osjetljivi su na ispitivne konvencionalne antibiotike. Gram pozitivni izolati (E. durans ED004, Lc. lactis LL8307, Lb. sakei LS0296, S. aureus, B. cereus i L. innocua) osjetljivi su na koncentracije apitoksina >50 μg/disk i pokazuju do 40,7% efikasnosti tetraciklina i 52,2% efikasnosti eritromicina, dok su gram negativni (E. coli, S. enterica) osjetljivi na koncentracije >100 μg/disk i pokazuju 21,2% efikasnosti ciprofloksacina i 34,6% efikasnosti ampicilin-sulbaktama. |
| Abstract (english) | One of the main causes of microbial resistance to conventional antibioitics is non-critical antibiotics usage in agricurtural industry. This urges a need for alternative solutions and new substances with highly selective and specific microbial activity, while avoiding development of antimicrobial resistance. Cationic antimicrobial peptides are known as such substances. Important member of such peptides is apitoxin (bee venom), compound excreted by western honey bee (Apis melifera L.). In general, antimicrobial activity of apitoxin is attributed to melittine, predominant peptide isolated from apitoxin and phospholipase A2 enzyme. The aim of this research was to examine inhibitory and bacteriocidal properties of apitoxin as potential antimicrobial agent. Antimicrobial properties of apitoxin was examined in vitro, using concentrations in range of 12.5 – 800 μg/mL to treat gram positive beneficial bacteria (Lb. sakei LS0296, E. durans ED004, Lc. lactis LL8370) as well as gram positive potential pathoges (S. aureus subsp. aureus DSM 20231, L. innocua ATCC 25922, S. enterica subsp. enterica DSM 14221). Minimal inhibitory (MIC) and bacteriocidal (MBC) concentrations of apitoxin for different biomasses of examined bacteria (log 3, 6 and 8 CFU/mL) were determined. Furthermore, its effect was compared with conventional antibiotics. It was shown that apitoxin has antimicrobial effect against all examined isolates. Bacterial growth was determined to be inversely proportional to apitoxin concentrations, while MIC and MBC values were proportionate to initial biomass of all isolates. Despite the visual measurability of MIC value after 24 h, spectrophotometry was found to be much more sensitive and precise than visual detection. In general, MBC values were equal (in isolates where MIK</=12.5μg/mL) or twice the MIK values. At 8 log CFU/mL, apitoxin had an delayed effect on isolates of L. innocua, E. coli and S. enterica subsp. enterica and MIC values were measurable after 48 h. Unexpectedly high MBC values were detected in E. coli (biomass log 8 CFU/mL, 400 μg/mL) and B. cereus (3 log CFU/mL, 50 μg/mL ). Both cases include bacteria with additional survival mechanisms for unfavorable conditions. All examined isolates were resistant to conventional antibiotics. Gram positive isolates (E. durans ED004, Lc.lactis LL8307, Lb. sakei LS0296, S. aureus, B. cereus and L. innocua) are sensitive to apitoxin concentrations of >50 μg/disc with efficiency of tetracycline being 40.7% and eritromycine being 52.2%, while gram negative (E. coli, S. enterica) are sensitive to apitoxin concentrations >100μg/disc with efficiency of ciprofloxacine being 21.2% and ampiciline-sulbactam being 34.6%. |
