Isolation and selection of bacteria producing inhibitors of Staphylococcus aureus and Cutibacterium acnes from human skin microbiome
Article Sidebar

Searching for antibacterial agents to provide new antibiotics was continuously researched. The most common source of natural antibacteriala agents was bacteria. The bacteria can be isolated from soil, water, plants, animals and the human. The aim of this study was to select bacteria from the skin microbiome that have the ability to inhibit S. aureus and C. acnes. The experimental research methods were used such as agar well diffusion method and agar spot test. Five of skin microorganisms with the ability to inhibit bacteria were selected from 72 of the human skin microbiome with a rate of 6.9%. Bacillus velezesis 48 isolated from the skin microflora of people without dermatological diseases aged 18-25 years. This strain had the ability to produce antibacterias substances. Bacillus velezesis 48 inhibits S. aureus and C. acnes with determined sterile diameters of 3.3±0.3 mm and 30.6±0.6 mm, respectively. The antibacterial substance extracted with diethyl ether solvent in BHI medium inhibited S. aureus with a sterile diameter of 8 ±0.3 mm and C. acnes of 14±0.3 mm. This antibacterial substance needs to determine its chemical structure, physical and chemical properties. This antibacterial substance can provid addition antibiotics against S. aureus and C. acnes that cause skin infections.
Article Details
Main Article Content
Tóm tắt
Tìm hoạt chất kháng khuẩn nhằm bổ sung nguồn kháng sinh mới luôn được quan tâm nghiên cứu. Một trong những nguồn sản xuất chất kháng khuẩn tự nhiên phổ biến và dễ tiếp cận là vi khuẩn. Vi khuẩn có thể phân lập từ môi trường đất, nước, thực vật, động vật và cả trên cơ thể người. Để tìm kiếm nguồn vi khuẩn có sinh chất kháng khuẩn dùng ức chế vi khuẩn nhiễm trùng da, nghiên cứu được thực hiện qua tuyển chọn vi khuẩn từ hệ vi sinh vật da có sinh hoạt chất kháng khuẩn ức chế S. aureus và C. acnes, góp phần cung cấp thêm nguồn nguyên liệu sản xuất kháng sinh trong chăm sóc da nhiễm trùng. Sử dụng phương pháp khuếch tán giếng thạch và xét nghiệm điểm trên đĩa thạch đã xác định 5 mẫu hệ vi sinh vật da trong 72 mẫu khảo sát có hoạt chất kháng khuẩn chiếm 6,9%. Sau khi phân lập đã tuyển chọn được dòng Bacillus velezesis 48 sinh chất kháng khuẩn từ hệ vi sinh vật da ở da mặt của người bình thường có độ tuổi từ 19-25. Bacillus velezesis 48 thể hiện ức chế vi khuẩn S. aureus và C. acnes với đường kính vô khuẩn xác định theo thứ tự là 3,3±0,3 mm và 30,6±0,6 mm. Chất kháng khuẩn thô được chiết từ dịch nuôi Bacillus velezesis 48 trong môi trường BHI với dung môi diethyl ether thể hiện khả năng ức chế S. aureus với đường kính vô khuẩn là 8±0,3 mm và C. acnes là 14 ± 0,3 mm. Hoạt chất kháng khuẩn này cần được xác định cấu trúc hóa học, khảo sát thêm các đặc tính lý, hóa để có thể cung cấp thêm nguồn kháng sinh góp phần ngăn chặn nhiễm trùng da do S. aureus và C. acnes.
Abstract
Searching for antibacterial agents to provide new antibiotics was continuously researched. The most common source of natural antibacteriala agents was bacteria. The bacteria can be isolated from soil, water, plants, animals and the human. The aim of this study was to select bacteria from the skin microbiome that have the ability to inhibit S. aureus and C. acnes. The experimental research methods were used such as agar well diffusion method and agar spot test. Five of skin microorganisms with the ability to inhibit bacteria were selected from 72 of the human skin microbiome with a rate of 6.9%. Bacillus velezesis 48 isolated from the skin microflora of people without dermatological diseases aged 18-25 years. This strain had the ability to produce antibacterias substances. Bacillus velezesis 48 inhibits S. aureus and C. acnes with determined sterile diameters of 3.3±0.3 mm and 30.6±0.6 mm, respectively. The antibacterial substance extracted with diethyl ether solvent in BHI medium inhibited S. aureus with a sterile diameter of 8 ±0.3 mm and C. acnes of 14±0.3 mm. This antibacterial substance needs to determine its chemical structure, physical and chemical properties. This antibacterial substance can provid addition antibiotics against S. aureus and C. acnes that cause skin infections.
References
Abedi, D., et al., 2013. In vitro anti-bacterial and anti-adherence effects of Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus on Escherichia coli. Research in Pharmaceutical Sciences, 8(4): 261–268.
Abdelghani, Z., et al., 2021. Therapeutic applications and biological activities of bacterial bioactive extracts. Archives of Microbiology, 203: 4755–4776.
Adeniji, A.A., et al., 2018. Selecting lipopeptide-producing, Fusarium-suppressing Bacillus spp.: metabolomic and genomic probing of Bacillus velezensis NWUMFkBS10. MicrobiologyOpen, 25: e742.
Adeniji, A.A., et al., 2019. Bacillus velezensis: Phylogeny, Useful Applications, and Avenues for Exploitation. Applied Microbiology and Biotechnology, 103: 3669–3682.
Boxberger, M., et al., 2021. Challenges in Exploring and Manipulating the Human Skin Microbiome. Microbiome, 9: 125.
Byrd, A.L., et al., 2018. The human skin microbiome. Nature Reviews Microbiology, 16: 143–155.
Clements, T., et al., 2019. Broad-spectrum antimicrobial activity of secondary metabolites produced by Serratia marcescens strains. Microbiological Research, 229: 126329.
Darshan, N. & Manonmani, H.K., 2015. Prodigiosin and its potential applications. Journal of Food Science and Technology, 52(9): 5393–5407.
Grady, E.N., et al., 2019. Characterization and complete genome analysis of the surfactin-producing Bacillus velezensis 9D-6. BMC Microbiology, 19: 5.
Fyhrquist, N., et al., 2019. Microbe–Host Interplay in Atopic Dermatitis and Psoriasis. Nature Communications, 10(1): 4703.
Holder, I.A. & Boyce, S.T., 1994. Agar well diffusion assay testing of bacterial susceptibility. Burns, 20(5): 426–429.
Karbalaei-Heidari, H.R., et al., 2020. Bioactive potential of secondary metabolites by Micrococcus sp. from Persian Gulf. Avicenna Journal of Medical Biotechnology, 12(1): 61–65.
Kristiana, R., et al., 2020. Bioactivity of compounds from symbiont bacteria of nudibranchs from Indonesia. PeerJ, 8: e8093.
Mahgoub, A.M., et al., 2018. Exopolysaccharide from marine Bacillus velezensis induces apoptosis of MCF-7 cells. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 19: 1957–1963.
Meena, K.R., et al., 2018. Lipopeptide antibiotic production by Bacillus velezensis KLP2016. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 8: 91–98.
O’Sullivan, J.N., et al., 2019. Human skin microbiota is a rich source of bacteriocin-producing Staphylococci. FEMS Microbiology Ecology, 95(2): 1–10.
Trần Đắc Phu, 2017. Hướng dẫn lấy mẫu, đóng gói, bảo quản và vận chuyển mẫu bệnh phẩm truyền nhiễm. Cục Y tế dự phòng - Bộ Y tế, 44 trang.
Trịnh Thành Trung, et al., 2016. Tách chiết, tinh sạch và xác định đặc tính học của chất kháng nấm và chất kháng khuẩn từ Bacillus velezensis CP1604. Tạp chí Công nghệ sinh học, 14(3): 563–571.
Yoo, Y., et al., 2019. Inhibitory effect of Bacillus velezensis on biofilm formation by Streptococcus mutans. Journal of Biotechnology, 298: 57–63.