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Prevalent Synergy and Antagonism Among Antibiotics and Biocides in Pseudomonas aeruginosa

  • Antimicrobials can exert specific physiological effects when used in combination that are different from those when applied alone. While combination effects have been extensively mapped for antibiotic-antibiotic combinations, the combination effects of antibiotics with antimicrobials used as biocides or antiseptics have not been systematically investigated. Here, we investigated the effects of combinations of antibiotics (meropenem, gentamicin, and ciprofloxacin) and substances used as biocides or antiseptics [octenidine, benzalkonium chloride, cetrimonium bromide, chlorhexidine, Povidone-iodine, silver nitrate (AgNO3), and Ag-nanoparticles] on the planktonic growth rate of Pseudomonas aeruginosa. Combination effects were investigated in growth experiments in microtiter plates at different concentrations and the Bliss interaction scores were calculated. Among the 21 screened combinations, we find prevalent combination effects with synergy occurring six times and antagonism occurring 10Antimicrobials can exert specific physiological effects when used in combination that are different from those when applied alone. While combination effects have been extensively mapped for antibiotic-antibiotic combinations, the combination effects of antibiotics with antimicrobials used as biocides or antiseptics have not been systematically investigated. Here, we investigated the effects of combinations of antibiotics (meropenem, gentamicin, and ciprofloxacin) and substances used as biocides or antiseptics [octenidine, benzalkonium chloride, cetrimonium bromide, chlorhexidine, Povidone-iodine, silver nitrate (AgNO3), and Ag-nanoparticles] on the planktonic growth rate of Pseudomonas aeruginosa. Combination effects were investigated in growth experiments in microtiter plates at different concentrations and the Bliss interaction scores were calculated. Among the 21 screened combinations, we find prevalent combination effects with synergy occurring six times and antagonism occurring 10 times. The effects are specific to the antibiotic-biocide combination with meropenem showing a tendency for antagonism with biocides (6 of 7), while gentamicin has a tendency for synergy (5 of 7). In conclusion, antibiotics and biocides or antiseptics exert physiological combination effects on the pathogen P. aeruginosa. These effects have consequences for the efficacy of both types of substances and potentially for the selection of antimicrobial resistant strains in clinical applications with combined exposure (e.g., wound care and coated biomaterials).zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autor*innen:Pietsch Franziska, Niclas Nordholt, Gabriele Heidrich, Frank SchreiberORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Frontiers in Microbiology
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:4 Material und Umwelt
4 Material und Umwelt / 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Frontiers
Verlagsort:Lausanne
Jahrgang/Band:11
Erste Seite:Article 615618
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Antagonism; Antibiotics; Biocides; Pseudomonas aeruginosa; Suppression; Synergy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
Umwelt / Umwelt-Material-Interaktionen
DOI:10.3389/fmicb.2020.615618
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-520845
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:10.02.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:01.03.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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