Molecular investigation of P. aeruginosa in the presence of 4-HBA

Abstract

The escalating threat to human health posed by bacterial pathogens is increasingly attributed to the growing prevalence and distribution of antibiotic-resistant bacteria. In response to antibiotics, microorganisms have developed resistance mechanisms to elude and survive the impacts of these drugs. Phenolic acids have emerged as potent candidates in the battle against bacterial infections due to their unique property of not inducing resistance. This study focuses explicitly on 4-hydroxybenzoic acid (4-HBA), a type of phenolic acid, as an effective antimicrobial agent. Proteomics research has become an indispensable tool in the fight against antimicrobial resistance. Pseudomonas aeruginosa, a bacterium capable of existing in both planktonic and biofilm states and known to cause numerous human diseases, is of particular significance in this context. Furthermore, the study explores the molecular aspects of P. aeruginosa when exposed to 4-HBA through proteomic analysis, revealing a significant impact on protein biosynthesis as a predominantly affected function. Additionally, P. aeruginosa, the study investigates the effects of phenolic acid and antibiotic-loaded bone cements on Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecium, and P. aeruginosa. Remarkably, 20 percent inhibition rate is achieved after 48 hours of treatment. Moreover, the study examines biofilm produced by P. aeruginosa in the presence of 4-HBA, utilizing both the Crystal Violet assay and Scanning Electron Microscopy. Significantly, the biofilm formation is observed to be disrupted by these methodologies. Overall, this study underscores the effectiveness of 4-HBA as antimicrobial compound against diverse range of pathogens, as demonstrated through both phenotypic and proteomic approaches.

Bakteriyel patojenlerin insan sağlığına yönelik artan tehdidi, giderek artan sıklıkta ve dağılımda görülen antibiyotik dirençli bakterilerin büyümesine atfedilmektedir. Antibiyotiklere karşı, mikroorganizmalar bu ilaçların etkilerini atlatabilmek ve hayatta kalabilmek için direnç mekanizmaları geliştirmişlerdir. Fenolik asitler, direnç oluşturmayan benzersiz bir özelliğe sahip oldukları için bakteriyel enfeksiyonlarla mücadelede etkili adaylar olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışma özellikle etkili bir antimikrobiyal madde olarak 4-hidroksibenzoik asit (4-HBA) adlı bir fenolik asite odaklanmaktadır. Proteomik araştırma, antimikrobiyal dirence karşı savaşta vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir. Pseudomonas aeruginosa, hem planktonik hem de biyofilm durumlarında var olabilen ve birçok insan hastalığına neden olduğu bilinen bir bakteridir ve bu bağlamda özellikle önemlidir. Ayrıca, çalışma P. aeruginosa'nın 4-HBA'ya maruz kaldığında protein biyosentezi üzerindeki etkilerini proteomik analiz yoluyla ortaya koymaktadır ve bu etkinin belirgin olduğunu göstermektedir. P. aeruginosa'nın yanı sıra, çalışma fenolik asit ve antibiyotik yüklü kemik çimentosunun Metisilin-duyarlı Staphylococcus aureus, Metisilin-dirençli Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecium ve P. aeruginosa üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Şaşırtıcı bir şekilde, 48 saatlik muamele sonrasında yüzde 20 inhibisyon oranı elde edilmiştir. Ayrıca, çalışma 4-HBA'nın varlığında P. aeruginosa tarafından üretilen biyofilmi Crystal Violet testi ve Taramalı Elektron Mikroskopi kullanarak incelemektedir. Önemli bir şekilde, bu yöntemlerle biyofilm oluşumunun bozulduğu gözlemlenmektedir. Genel olarak, bu çalışma, hem fenotipik hem de proteomik yaklaşımlarla 4-HBA'nın çeşitli patojenlere karşı etkili bir antimikrobiyal bileşik olarak etkinliğini vurgulamaktadır.