As the challenges in the treatment of infections caused by multi-drug resistant microorganisms with well-known antimicrobial agents become a serious treat for the human health in worldwide, development of novel antimicrobials with potent antimicrobial activity has garnered significant attention. Therefore, this study aimed to investigate the antimicrobial and antibiofilm effects of four phytochemicals (trans-cinnamaldehyde, limonene, eugenol, and curcumin) against Gram-positive and Gram-negative bacteria and a yeast. Prior to antibiofilm assays, minimum inhibitory concentrations (MIC), minimum bactericidal concentrations (MBC), and minimum fungicidal concentrations (MFC) were determined, with significant bactericidal and fungicidal effects being observed at low phytochemical concentrations. Also, biofilm inhibition efficiency of these phytochemicals was assessed at sub-MIC values (0.5x, 0.25x, and 0.125x MIC). At least 60% biofilm inhibition was observed for most of the microorganisms at the lowest tested concentrations (0.125x MIC) of the phytochemicals. Their biofilm inhibition capacity generally increased up to 80-90% depending on the concentration. Six data-driven models and their joint optimization adopted in this study yielded validation-based high predictive accuracy and identified optimal conditions. These data analysis models were applied in the antibiofilm activity investigation of natural compounds for the first time in this study to evaluate the accuracy of the results.
Dünya çapında, çoklu ilaç direncine sahip mikroorganizmaların neden olduğu enfeksiyonların bilinen antimikrobiyal ajanlarla tedavisinde karşılaşılan zorluklar insan sağlığı için ciddi bir tehdit haline geldikçe, güçlü antimikrobiyal aktiviteye sahip yeni antimikrobiyallerin geliştirilmesi önemli derecede ilgi görmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada da dört fitokimyasalın (trans-sinnamaldehit, limonen, eugenol ve kurkumin) Gram-pozitif ve Gram-negatif bakteriler ve bir maya üzerindeki antimikrobiyal ve antibiyofilm etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Antibiyofilm analizleri öncesinde minimum inhibitör konsantrasyonları (MİK), minimum bakterisidal konsantrasyonları ve minimum fungisidal konsantrasyonları saptanmış olup ve düşük fitokimyasal konsantrasyonlarda bile önemli bakterisidal ve fungisidal etkiler gözlenmiştir. Ayrıca, bu fitokimyasalların biyofilm inhibisyon etkinliği alt-MIC değerlerinde (0,5x, 0,25x ve 0,125x MIC) değerlendirildi. Fitokimyasalların en düşük test edilen konsantrasyonlarında (0,125xMİK) mikroorganizmaların çoğunda en az %60 biyofilm inhibisyonu gözlenmiştir. Biyofilm inhibisyon kapasiteleri konsantrasyona bağlı olarak genellikle %80-90'a kadar arttı. Bu çalışmada kullanılan altı farklı veri güdümlü model ve bu modellerin ortak optimizasyon sürecine göre validasyon temelli yüksek tahmin doğrulukları elde edilmiş ve optimum koşullar belirlenmiştir. Bu çalışmada, sonuçların doğruluğunu değerlendirmek amacıyla, ilk kez doğal bileşiklerin antibiyofilm aktivitesinin araştırılmasında bu veri analiz modelleri uygulanmıştır.
Download Article in PDF (778.3 kB)