Nghiên cứu bước đầu về lên men tổng hợp chất kháng sinh từ các chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng vi khuẩn gây nhiễm trùng bệnh viện tại Thái Nguyên

Bùi Thị Hà và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 89(01/2): 153 - 156<br /> <br /> NGHIÊN CỨU BƯỚC ĐẦU VỀ LÊN MEN TỔNG HỢP CHẤT KHÁNG SINH<br /> TỪ CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG VI KHUẨN<br /> GÂY NHIỄM TRÙNG BỆNH VIỆN TẠI THÁI NGUYÊN<br /> Bùi Thị Hà1*, Trịnh Ngọc Hoàng2<br /> 1<br /> <br /> 2<br /> <br /> Bộ môn Sinh học, Đại học Y dược Thái Nguyên<br /> Khoa Khoa học sự sống, ĐH Khoa học - ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của sinh học hiện đại với sự hỗ trợ của nhiều ngành khoa học<br /> khác đã giúp cho việc tìm kiếm và ứng dụng chất kháng sinh đạt được những thành tựu rực rỡ. Xạ<br /> khuẩn là loài vi sinh vật có khả năng sinh chất kháng sinh kháng các loại vi sinh vật gây bệnh.<br /> Trên cơ sở đó chúng tôi đã phân lập các chủng xạ khuẩn từ các loại đất của tỉnh Thái Nguyên và<br /> đã lựa chọn được 3 chủng có khả năng sinh chất kháng sinh kháng vi sinh vật gây nhiễm trùng<br /> bệnh viện.Từ đó nghiên cứu khả năng lên men của 3 chủng và bước đầu tìm hiểu để tách chiết<br /> chất kháng sinh từ 3 chủng xạ khuẩn đã chọn.<br /> Từ khóa: Xạ khuẩn, Chủng, Hoạt tính kháng sinh, Môi trường, Vi sinh vật.<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ*<br /> Việt Nam là nước có tỷ lệ mắc bệnh do vi<br /> sinh vật gây ra khá cao, đặc biệt các loại vi<br /> khuẩn, dẫn đến nhu cầu về thuốc kháng sinh<br /> là rất lớn.Chất kháng sinh là chất có nguồn<br /> gốc thiên nhiên và các sản phẩm cải biến của<br /> chúng bằng con đường hóa học có khả năng<br /> tác dụng chọn lọc đối với sự phát triển của<br /> VSV ngay nồng độ thấp. [1],[2],[4]<br /> Để sản xuất chất kháng sinh con người không<br /> chỉ tìm kiếm những chủng vi sinh vật sinh<br /> chất kháng sinh từ tự nhiên mà còn cải tạo<br /> chúng bằng nhiều phương pháp như dùng kỹ<br /> thuật di truyền và công nghệ gene, gây đột<br /> biến định hướng, chọn dòng gene sinh tổng<br /> hợp, tạo và dung hợp tế bào trần để tạo ra các<br /> chủng có hoạt tính kháng sinh cao, đồng thời<br /> nhằm mục đích tìm kiếm các loại kháng sinh<br /> mới và quý trong thời gian ngắn .<br /> Một yêu cầu cấp thiết hiện nay là tìm ra các<br /> chất kháng sinh mới phục vụ nhu cầu nghiên<br /> cứu và điều trị các bệnh nhiễm khuẩn và cũng<br /> để bổ sung vào kho thuốc kháng sinh dự<br /> phòng đang ngày càng thiếu hụt.<br /> *<br /> <br /> Tel: 01683.566.336, Email: Buihayk@gmail.com<br /> <br /> ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> - Đối tượng nghiên cứu<br /> + Các chủng xạ khuẩn đã được phân lập và<br /> tuyển chọn ở Thái Nguyên: K4, HT 28, DT 7.1<br /> + Vi khuẩn gây nhiễm trùng bệnh viện<br /> Staphylococcus aureus 467 tại bênh viện đa<br /> khoa TW Thái Nguyên<br /> - Phương pháp nghiên cứu<br /> + Phương pháp lên men [3]<br /> + Phương pháp tách chiết chất kháng sinh<br /> bằng các dung môi hữu cơ [7], [8]<br /> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> Đánh giá độ đa dạng của xạ khuẩn có tiềm<br /> năng sinh kháng sinh<br /> Trong 207 chủng đem thử hoạt tính, có 71<br /> chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng sinh –<br /> chiếm tỷ lệ 34,3%. Số lượng và tỷ lệ các<br /> chủng có hoạt tính đối kháng 10 chủng vi<br /> khuẩn nói trên được cho trong bảng 1.<br /> Kết quả nghiên cứu cho thấy: đất Thái<br /> Nguyên có tỷ lệ cao các chủng xạ khuẩn sản<br /> sinh chất kháng sinh (34,3%). Trong đó, các<br /> chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng sinh<br /> kháng tụ cầu vàng Staphylococcus aureus<br /> nhiều và phổ biến hơn các chủng xạ khuẩn<br /> kháng trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas<br /> aeruginosa.<br /> 153<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Bùi Thị Hà và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 89(01/2): 153 - 156<br /> <br /> Bảng 1: Số lượng và tỷ lệ các chủng xạ khuẩn kháng S. aureus và P. aeruginosa<br /> Sa<br /> Sa Sa ATCC<br /> Pa ATCC<br /> Pa 34 Pa 43 Pa 45 Pa 47 Pa 62<br /> Sa 59 Sa 217 Sa 220<br /> 25923<br /> 10145<br /> 54<br /> 467<br /> Số lượng<br /> chủng<br /> 44<br /> XK<br /> đề<br /> kháng<br /> Tỷ lệ %<br /> tương<br /> 21,3<br /> ứng (%)<br /> <br /> 20<br /> <br /> 40<br /> <br /> 26<br /> <br /> 14<br /> <br /> 15<br /> <br /> 0<br /> <br /> 23<br /> <br /> 31<br /> <br /> 0<br /> <br /> 32<br /> <br /> 2<br /> <br /> 9,7<br /> <br /> 19,3<br /> <br /> 12,6<br /> <br /> 6,8<br /> <br /> 7,2<br /> <br /> 0<br /> <br /> 11,1<br /> <br /> 15<br /> <br /> 0<br /> <br /> 15,5<br /> <br /> 1<br /> <br /> Tất cả các chủng Staph. aureus đều mẫn cảm<br /> với chất kháng sinh của xạ khuẩn, trong khi<br /> đó ở nhóm Pseu. aeruginosa đã có những<br /> chủng có khả năng đề kháng kháng sinh.<br /> Lựa chọn MT lên men phù hợp<br /> Môi trường lên men được coi là phù hợp cho<br /> các chủng phải đảm bảo vừa thuận lợi cho<br /> chủng sinh trưởng tốt vừa cho hiệu suất kháng<br /> sinh cao. Trong thí nghiệm của mình, chúng<br /> tôi lựa chọn 3 môi trường Gauss I, A-4 và A4H làm môi trường lên men cơ bản, đồng thời<br /> chọn chủng VKKĐ cho các thử nghiệm về<br /> HTKS là Staphylococcus aureus 467 (Sa 467<br /> ) – đây là chủng vi khuẩn mọc nhanh và mẫn<br /> cảm với kháng sinh của nhiều chủng xạ khuẩn<br /> khi thí nghiệm<br /> 3 chủng xạ khuẩn nghiên cứu được nuôi lắc<br /> trong các MT Gauss I, A-4 và A-4H . Sau 120<br /> giờ lên men, xác định hoạt tính kháng sinh<br /> với VSV kiểm định là Sa 467. Kết quả thí<br /> nghiệm được trình bày ở bảng 1 và hình 1<br /> Kết quả thí nghiệm cho thấy: trong 3 môi<br /> trường được sử dụng để lên men sinh kháng<br /> sinh, môi trường A - 4H tỏ ra thích hợp nhất<br /> cho lên men. Các chủng xạ khuẩn được nuôi<br /> trên môi trường A -4H cho vòng hoạt tính<br /> kháng sinh lớn nhất. Trong 2 môi trường còn<br /> lại thì môi trường A-4 thích hợp cho lên men<br /> hơn MT Gauss I.<br /> Bảng 2: Hoạt tính kháng sinh của 3 chủng xạ<br /> khuẩn trên các môi trường lên men<br /> Môi<br /> trường<br /> A-4<br /> A - 4H<br /> Gause I<br /> <br /> Hoạt tính kháng sinh<br /> (D - d, mm)<br /> DT7.1<br /> HT28<br /> K4<br /> 22<br /> 21 ± 0,5<br /> 22± 0,5<br /> 27<br /> 25,5<br /> 24 ± 0,5<br /> 18<br /> 19,5<br /> 21<br /> <br /> Hình 1. Hoạt tính kháng sinh của các chủng xạ<br /> khuẩn trên 3 MT nuôi cấy<br /> <br /> Tách chiết CKS bằng các dung môi hữu cơ<br /> Chúng tôi tiến hành sử dụng 3 dung môi để<br /> chiết rút chất kháng sinh là Iso-butanol,<br /> ethanol và aceton từ trong sinh khối. So sánh<br /> với hoạt tính kháng sinh ở dịch lên men của 3<br /> chủng xạ khuẩn, kết quả được thể hiện ở<br /> bảng 3 và hình 2 sau đây.<br /> Trong 3 dung môi được sử dụng để tách chiết<br /> chất kháng sinh từ sinh khối, ethanol là dung<br /> môi cho kết quả tách chiết cao nhất. Isobutanol và aceton có hiệu quả tách chiết<br /> kháng sinh là gần như nhau. Kết quả nghiên<br /> cứu cũng chỉ ra rằng: HTKS trong sinh khối<br /> cũng gần tương đương với HTKS trong dịch<br /> lên men, điều đó chứng tỏ 3 chủng xạ khuẩn<br /> DT7.1, HT28 và K4 có khả năng sản sinh cả<br /> chất kháng sinh nội bào và ngoại bào.<br /> KẾT LUẬN<br /> Từ những kết quả đã thu được chúng tôi rút ra<br /> những kết luận sau:<br /> -3 chủng xạ khuẩn là DT 7.1 ; HT 28 và K4<br /> có hoạt tính kháng sinh mạnh và có khả năng<br /> kháng Staphylococcus aureus gây nhiễm<br /> trùng bệnh viện.<br /> <br /> 154<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Bùi Thị Hà và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 89(01/2): 153 - 156<br /> <br /> -Bước đầu nghiên cứu về điều kiện lên men sinh kháng sinh và kết luận:<br /> + Môi trường A- 4H là môi trường thích hợp cho việc lên men tạo chất kháng sinh của cả 3<br /> chủng DT7.1 ; HT 28 và K4.<br /> + Ethanol là dung môi phù hợp để tách chất kháng sinh từ trong sinh khối của các chủng xạ<br /> khuẩn khi lên men.<br /> Bảng 3: Kết quả tách chiết chất kháng sinh bằng dung môi hữu cơ<br /> Nguồn chiết<br /> <br /> Sinh khối<br /> Dịch lên men<br /> <br /> Dung môi<br /> Ethanol<br /> Iso-butanol<br /> Aceton<br /> -<br /> <br /> Hoạt tính kháng sinh (D-d, mm)<br /> DT7.1<br /> HT28<br /> K4<br /> 22 ± 0,5<br /> 28 ± 0,5<br /> 25<br /> 19<br /> 23 ± 0,5<br /> 22<br /> 17 ± 0,5<br /> 21<br /> 20 ± 0,5<br /> 20 ± 0,5<br /> 27 ± 0,5<br /> 23<br /> <br /> Ghi chú: chủng kiểm định là Sa 467.<br /> <br /> Hình 2. Hoạt tính kháng sinh trong dịch lên men của chủng K4<br /> [5]. Annaliesa S. Anderson, Elizabeth M.H.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Ngô Đình Quang Bính (2005), Vi sinh vật học<br /> công nghiệp, Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật,<br /> Trung tâm khoa học Tự nhiên và công nghệ Quốc<br /> gia, Hà Nội.<br /> [2]. Nguyễn Văn Cách (2004), Công nghệ lên men<br /> các chất kháng sinh, Nxb KHKT, Hà Nội<br /> [3]. Nguyễn Lân Dũng, Đoàn Xuân Mượu,<br /> Nguyễn Phùng Tiến, Đặng Đức Trạch, Phạm Văn<br /> Ty (1972), Một số phương pháp nghiên cứu vi<br /> sinh vật học, Tập I, Nxb KHKT Hà Nội,<br /> 328 – 345.<br /> [4]. Bùi Thị Việt Hà (2006), Nghiên cứu xạ khuẩn<br /> sinh chất kháng sinh chống nấmgây bệnh thực vật<br /> ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ sinh học, Hà Nội.<br /> <br /> Wellington<br /> (2001),<br /> “The<br /> taxonomy<br /> of<br /> Streptomyces and related genera”, International<br /> Journal<br /> of<br /> Systematic<br /> and<br /> Evolution<br /> Microbiology, 51, 797 – 814.<br /> [6]. Dastager S.G., Wen Jun Li, Shu-Kun Tang,<br /> Xin Peng Tian, Xiao Yang Zhi, Li –Hua Xu,<br /> Cheng-Lin<br /> Jiang<br /> (2006)<br /> Seperation,<br /> “Identification and analysis of pigment (melanin)<br /> production in Streptomyces”, African Journal of<br /> Biotechnology, Vol5. 1131-1134.<br /> [7]. Porter. N (1995), ‘’Culture conditional for<br /> antibiotic producing microorganism’’. Methods in<br /> enzymol, 18, 3-23.<br /> [8]. Siegfried Peter (1986) “Method for isolating<br /> and purifying antibiotics”, US patent, apr 8.<br /> <br /> 155<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Bùi Thị Hà và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 89(01/2): 153 - 156<br /> <br /> SUMMARY<br /> INITIAL STUDY ON THE ANTIBIOTIC FERMENTATION OF SOME<br /> ACTINOMYCETES STRAINS HAVING ANTIBIOTIC ACTIVITY AGAINST<br /> HOSPITAL SEPTIC BACTERIA IN THAI NGUYEN PROVINCE<br /> Bui Thi Ha*, Trinh Ngoc Hoang<br /> College of Medicine and Pharmacy – TNU<br /> <br /> The strong development of modern biotechnology with the support of many other sciences have<br /> helped to find and apply antibiotics achieved brilliant achievements. Radiation bacterial<br /> microorganisms that are capable of generating antibiotic resistance of pathogenic microorganisms.<br /> On that basis, we have isolated strains of bacteria from the soil map of Thai Nguyen province and<br /> selected the three strains are capable of generating antibiotic-resistant microorganisms that cause<br /> infections .Then, study the disease fermentation of the three strains and initially learn to extract<br /> antibiotics from three strains of bacteria selected radiation.<br /> Keywords: Actinomyces, Strains, Antibiotic activity, Medium, Microbiology.<br /> <br /> *<br /> <br /> Tel: 01683.566.336, Email: Buihayk@gmail.com<br /> <br /> 156<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br />