Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17196
Title: Screening Enteric Bacteria with Inhibitory Effects Against Pathogenic Clostridium difficile and Its Spore
Other Titles: การคัดกรองเชื้อแบคทีเรียในลำไส้ที่ต่อต้านเชื้อก่อโรคและสปอร์ของเชื้อ Clostridium difficile
Authors: Kamonnut Singkhamanan
Chonticha Romyasamit
Faculty of Medicine (Biomedical Sciences)
คณะแพทยศาสตร์ ภาควิชาชีวเวชศาสตร์
Keywords: Bacteria Classification;Bacterial spores;Intestines Infection
Issue Date: 2019
Publisher: Prince of Songkla University
Abstract: Clostridium difficile is a major cause of C. difficile infection (CDI) and antibiotic-associated diarrhea with the increasing rate of mortality. The standard treatments of CDI are antibiotics. However, patients relapse from the infection within 2 months with the risk of recurrences increasing to 50-65% after two or more episodes of the infection. Recently, alternative treatment for the prevention of CDI and relapse of CDI has included monoclonal antibodies, vaccination, toxin neutralization, fecal microbiota transplantation, and probiotics. Thus, the aims of this study are to identify new enteric bacteria as probiotic against C. difficile and its spore as well as to developed and evaluate the formula of potential probiotics. Nine Enterococcus faecalis including PK1003, PK1201, PK1202, PK1301, PK1302, PK1801, PK2003, PK2004, and PK2502 isolated from breast-fed infant stools could inhibit C. difficile. These strains exhibited characteristics of probiotic including showed higher levels of viability in acid condition (pH 2) as well as tolerance to pepsin and bile salts than Lactobacillus plantarum ATCC 14917 a reference probiotic strain. All isolated strains could effectively adhere to HT-29 human colon cancer cell lines. They were susceptible to ampicillin, penicillin, imipenem, and vancomycin but resistant to gentamicin. In addition, Polymerase chain reaction demonstrated that all isolated strains were not carried vancomycin-resistant genes. Moreover, phenotypic assays showed that none of the isolated strains exhibited hemolysin production, gelatinase activity, and mucin degradation except 3 isolates could produce hemolysin. The effect of virulence factors of E. faecalis were tested by animal model (Galleria mellonella). Nine isolated strains did not affect the five-day survival of G. mellonella larvae when compared to that of negative control. These strains were reduced the Clostridial toxic effect upon HT-29 cell lines. They prevent HT-29 cell rounding, preserving the F-actin microstructure and tight-junctions between adjacent cells. Furthermore, these E. faecalis isolated strains could inhibit the spore germination and sporulation of toxigenic C. difficile strains. Mpreover, the appropriate formula of potential probiotic were determined. Nine E. faecalis suspended with 10% skim milk can prevent cell damage during freeze- drying process and long-term storage. After freeze-drying process, E. faecalis sustain and retain adequate viability in appropriate storage conditions with probiotic properties. Nine E. faecalis exhibit characteristics of probiotic. Overall, all 9 strains of E. faecalis showed potential probiotics that had ability to inhibit C. difficile and its spore. Thus, these probiotic candidates are very attractive for developing novel foods or pharmaceutical products. The efficiency of these potential probiotics to inhibit CDI in vivo and safety should be further evaluation in vivo.
Abstract(Thai): Clostridium difficile เป็นสาเหตุสําคัญของโรคติดเชื้อ C. difficile และ โรคท้องร่วงที่ เกี่ยวข้องกับยาปฏิชีวนะที่มีอัตราการเสียชีวิตเพิ่มสูงขึ้น การรักษาการติดเชื้อ C. difficile แบบ มาตรฐานคือการใช้ยาปฏิชีวนะ อย่างไรก็ตาม ผู้ป่วยจะกลับมาติดเชื้อซ้ําภายใน 2 เดือน และเสี่ยงต่อ การกลับเป็นซ้ําสูงขึ้นถึงร้อยละ 50-65 หลังจากติดเชื้อในครั้งที่ 2 หรือมากกว่า ปัจจุบัน การรักษา ทางเลือกสําหรับการป้องกันการติดเชื้อ C. difficile และการกลับเป็นซ้ํา ประกอบด้วย การใช้โมโน โคลนอลแอนติบอดี วัคซีน toxin neutralization การปลูกถ่ายจุลชีพประจําถิ่นในอุจจาระ และไปร ไบโอติก วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือ ระบุเชื้อแบคทีเรียในลําไส้สายพันธุ์ใหม่ที่ต่อต้านเชื้อ C. difficile และสปอร์ของเชื้อ และพัฒนาสูตรที่เหมาะสมในการแปรรูปเชื้อที่มีศักยภาพเป็นโปร ไบโอติก เชื้อ Enterococcus faecalis จํานวน 9 ไอโซเลท ประกอบด้วย PK1003 PK1201 PK1202 PK1301 PK1302 PK1801 PK2003 PK2004 และ PK2502 ที่แยกได้จากอุจจาระของทารกที่ได้รับ นมมารดา สามารถยับยั้งเชื้อ C. difficile ได้โดยทั้ง 9 ไอโซเลท มีคุณสมบัติของโปรไบโอติก คือ ทนต่อค่าความเป็นกรดต่ํา (pH 2) รวมทั้งทนต่อเปปซิน และเกลือน้ําดี ดีกว่า Lactobacillus plantarum ATCC 14917 ซึ่งเป็นโปรไบโอติกสายพันธุ์อ้างอิง เชื้อเหล่านี้สามารถเกาะติดกับเซลล์ มะเร็งลําไส้ชนิด HT-29 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังไวต่อยา แอมพิซิลลิน เพนนิซิลลิน อิมมิพี แนม และแวนโคมัยซิน แต่ดื้อต่อยาเจนตามัยซิน และเชื้อเหล่านี้ไม่มียีนที่ดื้อต่อยาแวนโคมัยซิน ทดสอบโดยวิธีปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส นอกจากนี้การทดสอบฟีโนไทป์ของเชื้อทั้ง 9 ไอโซเลท พบว่า ไม่ผลิตฮีโมไลซิน เจลาติเนส และไม่ย่อยมิวซิน ปัจจัยความรุนแรงของเชื้อ E. faecalis ทดสอบโดยใช้หนอน Galleria mellonella ซึ่งพบว่าทุกไอโซเลท ไม่ส่งผลต่อการรอดชีวิตของ หนอน G. mellonella ในเวลาห้าวัน เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับเชื้อ E. Faecalis อีกทั้งเชื้อเหล่านี้ลดความเป็นพิษของเชื้อ C. difficile ต่อเซลล์ HT-29 โดยป้องกันเซลล์ HT-29 ไม่ให้ เปลี่ยนแปลงรูปร่างเป็นทรงกลม รักษาโครงสร้างของ F-actin และ tight-junctions ระหว่างเซลล์ที่ อยู่ติดกัน และเชื้อ E. faecalis ที่แยกได้เหล่านี้สามารถยับยั้งการงอกของสปอร์และการสร้างสปอร์ ของเชื้อ C. difficile นอกจากนี้ได้พัฒนาหาสูตรที่เหมาะสมต่อการแปรรูปเชื้อที่มีศักยภาพเป็นโปรไบโอติก พบว่าเชื้อ E. Faecalis ทั้ง 9 ไอโซเลทที่ละลายอยู่ใน 10% skim milk สามารถป้องกันความเสียหาย หลังจาก ของเซลล์ในระหว่างกระบวนการทําแห้งแบบแช่เยือกแข็งและการเก็บรักษาในระยะยาว กระบวนการทําแห้งแบบแช่เยือกแข็ง E. faecalis ยังรักษาจํานวนเซลล์ที่รอดชีวิตอย่างเพียงพอ และ ยังคงคุณสมบัติของโปรไบโอติกในการยับยั้งเชื้อ C. difficile โดยสรุปเชื้อ E. faecalis ทั้ง 9 สาย พันธุ์แสดงศักยภาพในการเป็นโปรไบโอติกที่สามารถยับยั้งเชื้อ C. difficile และสปอร์ของเชื้อได้ อย่างมีประสิธิภาพ ดังนั้น E. faecalis ทั้ง 9 สายพันธุ์เหมาะกับการนําไปพัฒนาเป็นอาหารชนิดใหม่ หรือผลิตภัณฑ์ยา แต่ยังต้องการทดสอบฤทธ์และความปลอดภัยในสัตว์ทดลองขนาดใหญ่ขึ้นต่อไป
Description: Thesis (Ph.D., Biomedical Sciences)--Prince of Songkla University, 2019
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17196
Appears in Collections:373 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
438341.pdf5.66 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons