Effects of chemical and natural compounds on the biochemical activity of Staphylococcus aureus [Articol]

Abstract

Understanding the specific mechanisms of action of antimicrobial compounds is essential not only for evaluating their therapeutic potential but also for advancing a pharmaceutical product from concept to clinical application. In this study, three newly synthesized chemical compounds and two Spirulina extracts were evaluated for their effects on Staphylococcus aureus strains. Changes in key biochemical parameters were assessed, and all experimental results were analyzed using both descriptive and inferential statistical methods. The results showed that Spirulina extracts exert no direct cytotoxic effects on S. aureus, as evidenced by stable levels of malondialdehyde and extracellular lactate dehydrogenase comparable to control values. In contrast, the chemical compounds, even at minimally inhibitory concentrations, induced pronounced toxic effects, including increased malondialdehyde levels, elevated extracellular lactate dehydrogenase activity, and suppression of primary antioxidant enzymes. Notably, the combined application of chemical and Spirulina compounds enhanced these effects, despite the chemical compounds being used at 2–4 times lower concentrations than when applied individually. This observation indicates a synergistic interaction between the chemical and biological agents, highlighting their potential as effective antibacterial formulations with reduced cytotoxicity.

Înțelegerea mecanismelor de acțiune ale compușilor antimicrobieni este esențială atât pentru evaluarea potențialului terapeutic, cât și pentru dezvoltarea unui produs farmaceutic, de la concept până la aplicarea clinică. În acest studiu au fost evaluați trei compuși chimici noi sintetizați și două extracte de Spirulina asupra tulpinilor de Staphylococcus aureus. Modificările parametrilor biochimici cheie au fost investigate, iar toate rezultatele experimentale au fost analizate prin metode statistice descriptive și inferențiale. Rezultatele au arătat că extractele de Spirulina nu exercită efecte citotoxice directe asupra S. aureus, ceea ce se reflectă în menținerea nivelurilor de dialdehidă malonică și lactat dehidrogenază extracelulară comparabile cu valorile de control. În schimb, compușii chimici, chiar și la concentrații minim inhibitorii, au determinat efecte toxice semnificative, incluzând creșterea nivelului de dialdehidă malonică, creșterea activității lactat dehidrogenazei extracelulare și scăderea activității enzimelor antioxidante primare. Aplicarea combinată a compușilor chimici cu extractele de Spirulina a amplificat aceste efecte, deși concentrația compușilor chimici a fost de 2–4 ori mai mică comparativ cu utilizarea individuală. Aceasta sugerează existența unui efect sinergic între agenții chimici și cei biologici, evidențiind potențialul lor ca formulări antibacteriene eficiente, cu citotoxicitate redusă.