Denne siden ble automatisk oversatt og nøyaktigheten av oversettelsen er ikke garantert. Vennligst referer til engelsk versjon for en kildetekst.

Antibiofilm-aktivitet av kitosan-nanopartikler mot uropatogen Escherichia coli

23. mars 2026 oppdatert av: Yasmin Gamal Abdelghany Shazly, Assiut University

Evaluering av antibiofilmaktiviteten til kitosannanopartikler mot uropatogene Escherichia coli isolert fra Assiut-universitetssykehus

Isolasjon av uropatogene Escherichia coli (UPEC) og bestemmelse av deres antimikrobielle følsomhetsmønstre.
Evaluering av biofilm-dannende kapasitet hos UPEC-isolater.
Vurdering av antibiofilm-effekten av kitosan-nanopartikler alene og i kombinasjon med ciprofloxacin mot UPEC-isolater.
Undersøkelse av effektiviteten til kitosan-nanopartikkelbelegg for å forhindre biofilm-dannelse av UPEC på urinkateteroverflater.
Evaluering av effekten av kitosan-nanopartikler på ekspresjonsnivåene til biofilm-assosierte gener i UPEC.

Studieoversikt

Status

Har ikke rekruttert ennå

Forhold

Intervensjon / Behandling

Annen: chitosan-nanopartikler

Detaljert beskrivelse

Urinveisinfeksjoner (UVI) er fortsatt blant de mest utbredte bakterielle infeksjonene globalt, og forårsaker en betydelig helsebyrde, med uropatogen Escherichia coli (UPEC) som er ansvarlig for flertallet av tilfellene både i samfunnet og på sykehus.
Kateterassosierte urinveisinfeksjoner (CAUTI) utgjør en stor andel av helsetjenesteassosierte infeksjoner på grunn av bakteriell adhesjon og biofilmdannelse på liggende urinkatetere.
Biofilmdannelse gjør det mulig for mikroorganismer å feste seg til abiotiske overflater og produsere en ekstracellulær polymer matrise som forbedrer bakterienes overlevelse under ugunstige miljøforhold.

Biofilmassosierte bakterier viser økt motstand mot vertens immunrespons og antimikrobielle midler, noe som bidrar til kroniske og tilbakevendende infeksjoner.
Celler innebygd i biofilmer kan vise betydelig forhøyet antibiotikatoleranse sammenlignet med planktoniske bakterier, noe som begrenser terapeutisk suksess.
Selv om systemiske antibiotika forblir hovedbehandlingen, fremhever økende antimikrobiell resistens blant biofilmdannende UPEC-stammer behovet for alternative antibiofilmstrategier.

Kitosan, et naturlig avledet biopolymer, har tiltrukket seg oppmerksomhet på grunn av sin biokompatibilitet, biodegradabilitet og iboende antimikrobielle egenskaper.
Kitosan forstyrrer bakteriemembraner og hemmer biofilmmatriseformasjon og overflateadhesjon.
Nye funn indikerer at kitosan kan nedregulere biofilmrelatert genuttrykk involvert i adhesjon og ekstracellulær polysakkarydsyntese.
Videre forbedrer nanopartikkelformulering kitosanpenetrasjon inn i biofilmer og forbedrer antimikrobiell effektivitet sammenlignet med bulkpolymerformer.
Dessuten kan kitosannanopartikler forbedre antibiotikadiffusjon og vise synergistisk antibiofilmaktivitet når de kombineres med ciprofloksacin.

Ciprofloksacin, et fluorokinolonantibiotikum som er mye brukt ved UVI, har vist delvis hemming av biofilmdannelse gjennom interferens med bakteriell DNA-replikasjon, initial bakteriell adhesjon til overflater, reduksjon av uttrykk av biofilmrelaterte gener, quorum-sensing-aktivitet og redusert produksjon av ekstracellulære polymerstoffer (EPS); imidlertid er effektiviteten redusert mot modne biofilmer.
Følgelig kan kitosannanopartikler vise forbedret antibiofilmaktivitet når de kombineres med ciprofloksacin.

Til tross for lovende funn, har begrensede studier vurdert kitosannanopartikkelbelegg på klinisk relevante kateteroverflater mot UPEC-isolater.
Derfor kan det å undersøke denne strategien tilby en effektiv forebyggende tilnærming for CAUTI og støtte forbedret infeksjonskontrollpraksis.

Studietype

Observasjonsmessig

Registrering (Antatt)

Kontakter og plasseringer

Denne delen inneholder kontaktinformasjon for de som utfører studien, og informasjon om hvor denne studien blir utført.

Studiekontakt

Navn: Yasmin G Shazly, Demonstrator
Telefonnummer: +20 109 017 7354
E-post: yasmin.g.shazly@aun.edu.eg

Studiesteder

Egypt
- Assiut Governorate
  - Asyut, Assiut Governorate, Egypt
    - Faculty of Medicine, Assiut University, Microbiology and Immunity department

Deltakelseskriterier

Forskere ser etter personer som passer til en bestemt beskrivelse, kalt kvalifikasjonskriterier. Noen eksempler på disse kriteriene er en persons generelle helsetilstand eller tidligere behandlinger.

Kvalifikasjonskriterier

Alder som er kvalifisert for studier

Voksen
Eldre voksen

Tar imot friske frivillige

Nei

Prøvetakingsmetode

Ikke-sannsynlighetsprøve

Studiepopulasjon

Denne studien vil inkludere UTI-pasienter som besøker Assiut University Hospitals. Urinprøver vil bli samlet aseptisk for isolering av uropatogen E. coli. Kun pasienter som oppfyller inklusjonskriteriene og gir samtykke vil bli inkludert.

Beskrivelse

Inklusjonskriterier:

1. Pasienter (innlagte eller polikliniske) klinisk diagnostisert med urinveisinfeksjon (UVI).
2. Tilstedeværelse av signifikant bakteriuri i urinkultur (≥10⁵ CFU/mL for midtstrømsurin, eller som klinisk indikert).
3. Isolasjon av Escherichia coli som eneste eller dominerende patogen fra urinkultur.
4. Pasienter i alle aldre og begge kjønn. 5. Pasienter som ikke har fått antibiotikabehandling innenfor de foregående 48–72 timene.

Eksklusjonskriterier:

1. Pasienter som har fått systemisk antibiotikabehandling innenfor de foregående 48–72 timene før urinprøven ble tatt.
2. Urinkulturer som viser ubetydelig bakteriuri (<10⁵ CFU/mL for midtstrømsurin, med mindre klinisk begrunnet).
3. Polymikrobiell vekst i urinkultur (blandet bakterievekst som tyder på kontaminasjon).
4. Isolasjon av organismer andre enn Escherichia coli. 5. Urinprøver som er feilaktig samlet inn, lekkende eller kontaminerte. 6. Pasienter som ikke ønsker å gi informert samtykke.

Studieplan

Denne delen gir detaljer om studieplanen, inkludert hvordan studien er utformet og hva studien måler.

Hvordan er studiet utformet?

Designdetaljer

Hva måler studien?

Primære resultatmål

Resultatmål	Tiltaksbeskrivelse	Tidsramme
Prosentandel biofilmhemming av UPEC-isolater av kitosan-nanopartikler alene og i kombinasjon med ciprofloxacin Tidsramme: 24 timer etter behandling av bakteriekulturer in vitro.	Primært resultatmål er reduksjon i biofilmdannelse hos sterk biofilmproduserende uropatogene Escherichia coli (UPEC)-isolater etter behandling med subinhibitoriske konsentrasjoner av kitosannanopartikler alene eller kombinert med ciprofloxacin. Biofilmmasse vil bli kvantifisert ved hjelp av krystallfiolett mikrotiterplateassay, og prosentvis hemning vil bli beregnet ved hjelp av optisk tetthet (OD)-verdier i henhold til følgende formel: [(ODkontroll - ODBehandlet)/ODkontroll] × 100. Hvert eksperiment vil bli utført i triplikat og gjennomsnittsverdiene vil bli rapportert.	24 timer etter behandling av bakteriekulturer in vitro.

Sekundære resultatmål

Resultatmål	Tiltaksbeskrivelse	Tidsramme
Minimum Inhibitorisk Konsentrasjon (MIK) av kitosan-nanopartikler og ciprofloksacin mot UPEC-isolater Tidsramme: 18-24 timer etter inokulering	MIC for chitosan-nanopartikler og ciprofloxacin vil bli bestemt for sterke biofilm-dannende UPEC-isolater ved bruk av mikrofortynningsmetoden i sterilt 96-brønners mikrotiterplate. To-fold seriefortynninger av hvert middel vil bli tilberedt i tryptisk soybouillon (TSB) og inokulert med standardiserte bakteriesuspensjoner. MIC vil bli registrert som den laveste konsentrasjonen som viser ingen synlig bakterievekst sammenlignet med vekstkontroller.	18-24 timer etter inokulering
Effektiviteten av kitosan-nanopartikkelbelegg for å forebygge UPEC-biofilmdannelse på urinkatetersegmenter Tidsramme: 18-24 timer etter bakterieinkubasjon på belagte katetersegmenter.	Dette resultatet evaluerer evnen til kitosannanopartikkelbelegg til å hindre biofilmdannelse på 1 cm urinkatetersegmenter. Beleggte segmenter vil bli inkubert med standardiserte UPEC-suspensjoner i 18 timer. Biofilmmasse vil bli kvantifisert ved krystallfiolettfarging, oppløsning med etanol og optisk tetthet (OD) måling ved 595 nm. Prosentandel biofilmhemming vil bli beregnet som [(ODkontroll - ODbehandlet) / ODkontroll] × 100. Eksperimenter vil bli utført i duplikat.	18-24 timer etter bakterieinkubasjon på belagte katetersegmenter.
Relativ genuttrykk av biofilm-assosierte gener (fimH og luxS) i UPEC-isolater etter behandling med kitosan-nanopartikler Tidsramme: Umiddelbart etter 24-timers behandling av bakteriekulturer in vitro.	Den sekundære utfallsparameteren er endringen i ekspresjonsnivåene til fimH- og luxS-genene i sterke biofilm-dannende UPEC-isolater etter behandling med kitosannanopartikler. Ribonukleinsyre (RNA) vil bli ekstrahert, omgjort til komplementær DNA (cDNA) og analysert ved bruk av SYBR Green kvantitativ real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). Genuttrykket vil bli normalisert til huskjøpsgenet rpoD og beregnet ved bruk av 2-ΔΔCt-metoden. Hver reaksjon vil bli utført i triplikat, og gjennomsnittsverdier vil bli rapportert.	Umiddelbart etter 24-timers behandling av bakteriekulturer in vitro.

Samarbeidspartnere og etterforskere

Det er her du vil finne personer og organisasjoner som er involvert i denne studien.

Sponsor

Assiut University

Publikasjoner og nyttige lenker

Den som er ansvarlig for å legge inn informasjon om studien leverer frivillig disse publikasjonene. Disse kan handle om alt relatert til studiet.

Generelle publikasjoner

Oliveira MCF, Canellas ALB, Berbert LC, Cardoso AM, Silva VA, Garutti SST, et al. Assessment of antimicrobial resistance and virulence of biofilm-forming uropathogenic Escherichia coli from Rio de Janeiro. Antibiotics (Basel). 2025;14(9):869.
Wiegand I, Hilpert K, Hancock REW. Agar and broth dilution methods to determine the minimal inhibitory concentration (MIC) of antimicrobial substances. Nat Protoc. 2020;15(6):1957-1978.
Obaid NA, Alzahrani AM, Alaryni BA, Almegrin FF, Alsubhi RS, Alzahrani RS, et al. Effectiveness of chitosan coating catheter in preventing catheter-associated urinary tract infection (CAUTI). J Pharm Res Int. 2022;34(19A):6-19.
Fattah RAFA, Fathy FEZY, Mohamed TAH, Elsayed MS. Effect of chitosan nanoparticles on quorum sensing-controlled virulence factors and expression of LasI and RhlI genes among Pseudomonas aeruginosa clinical isolates. AIMS Microbiol. 2021;7(4):415-430.
Yao H, Liu J, Jiang X, Chen F, Lu X, Zhang J. Analysis of the clinical effect of combined drug susceptibility to guide medication for carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae patients based on the Kirby-Bauer disk diffusion method. Infect Drug Resist 2021; 14: 79-87.
Hooton TM, Gupta K. Urinary tract infections and asymptomatic bacteriuria in adults. N Engl J Med. 2021;384(11):1028-37.
Singh S, et al. Nanotechnology-based coatings for prevention of catheter-associated infections. Nanomedicine. 2024; 52:102640.
Yan J, Bassler BL. Surviving as a community: biofilm tolerance mechanisms. Cell Host Microbe. 2022;30(1):15-26.
Flemming HC, Wuertz S. Bacteria and archaea on Earth and their biofilms. Nat Rev Microbiol. 2021;19(4):247-60.
Klein RD, Hultgren SJ. Urinary tract infections: microbial pathogenesis and host response. Nat Rev Microbiol. 2020;18(4):211-26.
Sahariah P, Masson M. Antimicrobial chitosan nanoparticles: applications and mechanisms. Biomacromolecules. 2021;22(2):363-380.

Studierekorddatoer

Disse datoene sporer fremdriften for innsending av studieposter og sammendragsresultater til ClinicalTrials.gov. Studieposter og rapporterte resultater gjennomgås av National Library of Medicine (NLM) for å sikre at de oppfyller spesifikke kvalitetskontrollstandarder før de legges ut på det offentlige nettstedet.

Studer hoveddatoer

Studiestart (Antatt)

1. mai 2026

Primær fullføring (Antatt)

1. mai 2027

Studiet fullført (Antatt)

1. juni 2027

Datoer for studieregistrering

Først innsendt

15. mars 2026

Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene