Синергічний потенціал водного розчину озону: сублетальні пошкодження бактерій та підвищена чутливість до антибіотиків

  • Отримано 22.12.2024
  • Доопрацьовано 19.03.2025
  • Прийнято 27.05.2025
  • 994 Перегляди
  • Взято з Т. 11, № 1, 2025
  • Сторінки 6-13

Бойові поранення часто ускладнюються інфекціями, спричиненими мультирезистентними мікроорганізмами, що створює значні проблеми для лікування. Для покращення результатів у таких випадках необхідні альтернативні допоміжні стратегії лікування. Метою цього дослідження було оцінити антимікробний потенціал електролітично згенерованого водного розчину озону, зосереджуючись на його здатності викликати сублетальне пошкодження бактерій та підвищувати чутливість до антибіотиків. Загалом було отримано 357 мультирезистентних клінічних ізолятів з виділень з ран та зразків крові 284 поранених військових. Найчастіше виділялися такі збудники, як Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus та коагулазонегативні Staphylococcus spp. Озоновану воду було згенеровано в концентраціях від 3,6 до 11,2 мг/л, потім стандартизувано до ~4 мг/л для бактеріальної обробки. Відібрані ізоляти S. aureus та Escherichia coli були піддані впливу водного розчину озону протягом 10 і 15 хвилин. Сублетальні пошкодження оцінювались шляхом порівняння росту бактерій на селективних та неселективних середовищах, виявивши до 89,2 % сублетально пошкоджених клітин S. aureus та до 98,6 % пошкоджених клітин E. coli через 15 хвилин. Попередні оцінки мінімальної інгібуючої концентрації з використанням системи Vitek-2 були спотворені комбінованим впливом озону та вільного хлору, що утворюється під час електролізу сольового розчину, що спонукало до переходу на диско-дифузійний тест Кірбі-Бауера. Результати послідовно показували підвищену чутливість до антибіотиків у оброблених ізолятах, про що свідчить збільшення діаметрів зон інгібування та зменшення кількості антибіотиків, до яких ізоляти залишалися стійкими. Електролітично згенерований водний розчин озону ефективно порушує цілісність бактерій, підвищуючи їхню чутливість до антибіотиків. Він пропонує перспективну додаткову стратегію для лікування мультирезистентних інфекцій, особливо в умовах обмежених ресурсів або у воєнний час.

антибактеріальна активність; стійкість до антибіотиків; озонована вода; патогенні бактерії; сублетальні пошкодження

https://doi.org/10.63341/ijmmr/1.2025.06
  1. Khanashyam AC, Shanker MA, Kothakota A, Mahanti NK, Pandiselvam R. Ozone applications in milk and meat industry. Ozone Sci Eng. 2022;44(1):50–65. DOI: 10.1080/01919512.2021.1947776
  2. Ren X, Wu Q, Shu J, Chen C, Tiraferri A, Liu B. Efficient removal of organic matters and typical odor substances in rural drinking water using Ozone-BAC-UF combined system to meet new water quality standards in China. Sep Purif Technol. 2023;327:124899. DOI: 10.1016/j.seppur.2023.124899
  3. Nagy A. Beauty and physics – physics projects based on modern aesthetic and medical treatments. J Phys Conf Ser. 2021;1929(1):012027. DOI: 10.1088/1742-6596/1929/1/012027
  4. Lemmen SW, Lewalter K. Antibiotic stewardship and horizontal infection control are more effective than screening, isolation and eradication. Infection. 2018;46(5):581–90. DOI: 10.1007/s15010-018-1137-1
  5. Roth A, Krishnakumar A, Rahimi R. Ozone as a topical treatment for infected dermal wounds. Front Biosci (Elite Ed). 2023;15(2):9. DOI: 10.31083/j.fbe1502009
  6. Roy J, Pandey V, Gupta I, Shekhar H. Antibacterial sonodynamic therapy: Current status and future perspectives. ACS Biomater Sci Eng. 2021;7(12):5326–38. DOI: 10.1021/acsbiomaterials.1c00587
  7. Pérez-Santonja JJ, Güell JL, Gris O, Vázquez Dorrego XM, Pellicer E, Benítez-Del-Castillo JM. Liposomal ozonated oil in ocular infections: A review of preclinical and clinical studies, focusing on its antiseptic and regenerative properties. Clin Ophthalmol. 2022;16:1953–62. DOI: 10.2147/OPTH.S360929
  8. Li HY, Deng C, Zhao L, Gong CH, Zhu MF, Chen JW. Ozone water production using a SPE electrolyzer equipped with boron doped diamond electrodes. Water Supply. 2022;22(4):3993–4005. DOI: 10.2166/ws.2022.029
  9. Grignani E, Mansi A, Cabella R, Castellano P, Tirabasso A, Sisto R, et al. Safe and effective use of ozone as air and surface disinfectant in the conjuncture of Covid-19. Gases. 2020;1(1):19–32. DOI: 10.3390/gases1010002
  10. Shynkaryk M, Pyatkovskyy T, Yousef AE, Sastry SK. In-situ monitoring of inactivation of Listeria innocua under high hydrostatic pressure using electrical conductivity measurement. J Food Eng. 2020;285:110087. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2020.110087
  11. The World Medical Association. Declaration of Helsinki: Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects [Internet]. [cited 2024 December 13]. Available from: https://www.wma.net/what-we-do/medical-ethics/declaration-of-helsinki/
  12. Trutyak I, Los D, Medzyn V, Trunkvalter V, Zukovsky V. Treatment of combat surgical trauma of the limbs in the conditions of modern war. Proc Shevchenko Sci Soc Med Sci. 2022;69(2). DOI: 10.25040/ntsh2022.02.16
  13. Loban’ G, Faustova M, Dobrovolska O, Tkachenko P. War in Ukraine: Incursion of antimicrobial resistance. Irish J Med Sci (1971 -). 2023;192(6):2905–7. DOI: 10.1007/s11845-023-03401-x
  14. Moussally K, Abu-Sittah G, Gomez FG, Fayad AA, Farra A. Antimicrobial resistance in the ongoing Gaza war: A silent threat. Lancet. 2023;402(10416):1972–3. DOI: 10.1016/S0140-6736(23)02508-4
  15. Epelle EI, Macfarlane A, Cusack M, Burns A, Amaeze N, Richardson K, et al. Stabilisation of ozone in water for microbial disinfection. Environments. 2022;9(4):45. DOI: 10.3390/environments9040045
  16. Okada F, Nay K. Electrolysis for ozone water production. In: Kleperis J, Linkov V, editors. Electrolysis. London: InTech; 2012. P. 243–72. DOI: 10.5772/51945
  17. Pyatkovskyy T, Pokryshko O, Danylkov S. Exploring water disinfection through electrolytic ozonation for application in wartime conditions. Bull Med Biol Res. 2024;6(1):43–51. DOI: 10.61751/bmbr/1.2024.43
  18. Khadre MA, Yousef AE, Kim JG. Microbiological aspects of ozone applications in food: A review. J Food Sci. 2001;66:1242–52. DOI: 10.1111/j.1365-2621.2001.tb15196.x
  19. Kim S, Kim MH, Lee WI, Kang SY, Jeon YL. Misidentification of Acinetobacter baumannii as Alcaligenes faecalis by VITEK 2 system; case report. Lab Med. 2018;49(1):e14–7. DOI: 10.1093/labmed/lmx062
  20. De Lappe N, Lee C, O’Connor J, Cormican M. Misidentification of Listeria monocytogenes by the Vitek 2 system. J Clin Microbiol. 2014;52(9):3494–5. DOI: 10.1128/jcm.01725-14
  21. Zong Z, Wang X, Deng Y, Zhou T. Misidentification of Burkholderia pseudomallei as Burkholderia cepacia by the VITEK 2 system. J Med Microbiol. 2012;61(10):1483–4. DOI: 10.1099/jmm.0.041525-0
  22. Park TS, Oh SH, Lee EY, Lee TK, Park KH, Figueras MJ, et al. Misidentification of Aeromonas veronii biovar sobria as Vibrio alginolyticus by the Vitek system. Lett Appl Microbiol. 2003;37(4):349–53. DOI: 10.1046/j.1472-765X.2003.01410.x
  23. Wang TKF, Yam WC, Yuen KY, Wong SSY. Misidentification of a mucoid strain of Salmonella enterica serotype choleraesuis as Hafnia alvei by the Vitek GNI+ card system. J Clin Microbiol. 2006;44(12):4605–8. DOI: 10.1128/jcm.01488-06
  24. Wesche AM, Gurtler JB, Marks BP, Ryser ET. Stress, sublethal injury, resuscitation, and virulence of bacterial foodborne pathogens. J Food Prot. 2009;72(5):1121–38. DOI: 10.4315/0362-028X-72.5.1121
  25. Bai C, Cai Y, Sun T, Li G, Wang W, Wong PK, et al. Mechanism of antibiotic resistance spread during sub-lethal ozonation of antibiotic-resistant bacteria with different resistance targets. Water Res. 2024;259:121837. DOI: 10.1016/j.watres.2024.121837