Inhibitory effect of propafenone derivatives on pseudomonas aeruginosa biofilm and pyocyanin production

Abstract

Introduction/Objective Biofilm and pyocyanin production are essential components of Pseudomonas aeruginosa virulence and antibiotic resistance.Our objective was to examine inhibitory effect of synthetized propafenone derivatives 3-(2-Fluoro-phenyl)-1-(2- (2-hydroxy-3-propylamino-propoxy)-phenyl)-propan-1-one hydrochloride (5OF) and3-(2-Trifluoromethyl-phenyl)-1-(2-(2-hydroxy-3-propylamino-propoxy)-phenyl)-propan-1-one hydrochloride (5CF3) on biofilm and pyocyanin in Pseudomonas aeruginosa clinical strains.Methods Effects were tested on nine clinical isolates and one control laboratory strain of P. aeruginosa. In vitro analysis of biofilm growing was performed by incubating bacteria (0.5 McFarland) with 5OF and 5CF3 (500–31.2 μg/ml) and measuring optical density (OD) at 570 nm. Bacteria in medium without com-pounds were positive control. Blank medium (an uninoculated medium without test compounds) was used as negative control. Pyocyanin production was estimated by OD at 520 nm, after bacteria incubated with 5CF3 and 5OF (250 and 500 μg/ml), treated with chloroform, and chloroform layer mixed with HCl. Results A total of 500 μg/ml of 5OF and 5CF3 completely inhibited biofilm formation in 10/10 and 4/10 strains, respectively. A total of 250 μg/ml of 5OF and 5CF3 strongly inhibited biofilm formation in 7/10 strains, while inhibition with 125 μg/ml of 5OF and 5CF3 was moderate. Lower concentrations had almost no effect on biofilm production. Pyocyanin production was reduced to less than 40% of the control value in 6/9, and less than 50% of the control in 7/9 strains with 500 μg/ml of 5OF and 5CF3, respectively. At 250 μg/ml 5OF and 5CF3, most strains had pyocyanin production above 50% of the control value.Conclusion Synthetized propafenone derivatives, 5OF and 5CF3, inhibited biofilms and pyocyanin produc-tion of Pseudomonas aeruginosa clinical strains. Presented results suggest that propafenone derivatives are potential lead-compounds for synthesis of novel antipseudomonal drugs.

Увод/Циљ Производња биофилма и пиоцијанина je важан фактор вируленције и антибиотске резистенције бактерије Pseudomonas aeruginosa. Циљ рада је био да се испита инхибиторни ефекат синте-тисаних пропафенонских деривата, 3-(2-флуоро-фенил)-1-[2-(2-хидрокси-3-пропиламино-пропокси)-фенил]-про-пан-1-он-хидрохлорид) (5OF) и 3-(2-трифлуорометилфенил)-1-[2-(2-хидрокси-3-пропиламино-пропокси)-фенил]-про-пан-1-он-хидрохлорид) (5CF3), на продукцију биофилма и пиоцијанина код клиничких изолата бактерије Pseudomonas aeruginosa.Методе Ефекат пропафенонских деривата испитан је на девет клиничких изолата и једном стандардном соју бакте-рије P. aeruginosa. Утицај на продукцију биофилма испитан је in vitro, инкубацијом бактерија (0,5 по Макфарланду) са 5OF и 5CF3 (500–31,2 μg/ml), и мерењем оптичке густине на 570 nm. Бактерије у медијуму без испитиваних једињења су биле позитивна контрола, а сам медијум негативна контро-ла. Производени пиоцијанин, који је одређиван мерењем оптичке густине на 520 nm, на коинкубације бактерија са 5CF3 или 5OF (250 и 500 μg/ml), третиран је хлороформом и мешањем хлороформског слојa са HCl.Резултати При концентрацији од 500 μg/ml 5OF је довео до потпуне инхибиције продукције биофилма код свих испи-тиваних сојева (10/10). Инхибиција биофилма са 500 μg/ml5CF3 била је потпуна код 4/10 сојева. При концентрацији 5OF и 5CF3 од 250 μg/ml продукција биофилма код већине испитаних изолата била је слаба, док је при концентрацији 125 μg/ml 5OF односно 5CF3 продукција била умерена. Ниже концентрације 5OF и 5CF3 нису имале инхибиторни ефекат на формирање биофилма. У присуству 500 μg/ml 5OF у 6/10 испитиваних сојева продукција пиоцијанина пала је на мање од 40% у односу на контролну вредност. Иста концентрација (500 μg/ml) 5CF3 снизила је продукцију пиоцијанина на мање од 50% од контроле у 7/9 сојева. При концентрацији 250 μg/ml 5OF или 5CF3 већина сојева продуковала је пиоцијанин изнад 50% у односу на позитивну контролу.Закључак Синтетисани пропафенонски деривати, 5OF и 5CF3, инхибирају продукцију биофилма и пиоцијанина код клиничких сојева бактерије Pseudomonas aeruginosa. До-бијени резултати указују на то да пропафенонски деривати представљају могућа полазна једињења за синтезу нових антипсеудомонасних агенаса.