اثر ضدقارچی نانوصفحات گرافن اکساید و گرافن اکساید احیاشده بر تشکیل بیوفیلم کاندیدا آلبیکنس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس‌ارشد میکروب‌شناسی، گروه میکروب‌شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

2 استادیارگروه میکروب‌شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

3 مربی گروه میکروب‌شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

چکیده

زمینه و هدف: قارچ Candida albicans  متداول‌ترین عامل بیماری‌زایی قارچی از نظر کلونیزاسیون و تشکیل بیوفیلم است. با توجه به­ این­که گونه‌های کاندیدایی تولیدکننده بیوفیلم، حساسیت کمتری نسبت به داروهای ضدقارچی نشان می­دهند؛ درمان باید از طریق سایر فاکتورهای ضدقارچ با اثر زیاد و سمیت سلولی کم صورت گیرد. در این راستا، پژوهش حاضر، تشکیل بیوفیلم C. albicans در حضور نانوصفحات دی‌اکسید گرافن و اکسید گرافن کاهش‌یافته را بررسی کرده است.
مواد و روش‌ها: ساخت نانوصفحات با استفاده از گرافیت طبیعی، به روش هامر انجام شد. پس از 24 ساعت انکوباسیون اثر نانوصفحات غلظت‌های 0، 20، 40، 60، 80 و100 ppm بر تشکیل بیوفیلم C. albicans از طریق روش ELISA بررسی شد و نتایج با استفاده از نرم‌افزار SPSS ver.18 (P<0.01) تجزیه و تحلیل شد.
یافته‌ها: نانو صفحات گرافن اکسید در مقایسه با گرافن­اکساید احیا شده در مهار بیوفیلم C. albicans مؤثرتر بود (P<0.01). مؤثرترین غلظت در تشکیل بیوفیلم ppm 100 و بهترین زمان ماند برای گرافن اکسید و گرافن اکسید احیا شده به ترتیب 48 و 24 ساعت بود (P<0.01).
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به‌دست‌آمده می‌توان نانوصفحات گرافن­اکساید و گرافن­اکساید احیاشده را برای بررسی­های بیش­تر به‌منظور مهار C. albicans پیشنهاد کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Anti-fungus Impacts of Graphene Oxide Nanosheets and Reduced Graphene Oxide on Candida albicans Biofilm Formation

نویسندگان [English]

  • Shima Firozi Rad 1
  • Reza Habibipour 2
  • Leila Moradi Haghgou 3
1 M.Sc., Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Hamadan Branch, Islamic Azad University, Hamadan, Iran
2 Ph.D., Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Hamadan Branch, Islamic Azad University, Hamadan, Iran
3 M.Sc., Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Hamadan Branch, Islamic Azad University, Hamadan, Iran
چکیده [English]

Introduction: Candida albicans is the most common fungus pathogen in terms of biofilm colonization and formation. Considering that the biofilm-producing Candida species show less sensitivity to anti-fungus medicines, hence the treatment should be accomplished through other anti-fungus factors with high effect and low cytotoxicity. In parallel with this, the present study investigated the C. albicans biofilm formation in the presence of Graphene Dioxide and Reduced Graphene Oxide Nano-sheets.
Materials and Methods: Graphene Dioxide and Reduced Graphene Oxide Nano-sheets synthesis were done through the Hummer Method using natural graphite. After 24 hours of incubating of C. albicans with different concentrations of 0, 20, 40, 60, 80, 100 ppm of Nano-sheets, biofilm formation was investigated through the ELISA method, and results were analyzed by SPSS ver.18 software (p <0.01).
Results: Graphene Oxide Nano-sheets was more effective to control C. albicans biofilm compared to Reduced Graphene Oxide (p<0.01). The most effective concentration in biofilm formation was 100 ppm and the best  time was 48 and 24 hours for Graphene Oxide and Reduced Graphene Oxide respectively (p<0.01).
Conclusion: According to the obtained results, Graphene Oxide Nano-sheets and Reduced Graphene Oxide can be proposed for further investigations to control Candida albicans.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Candida Albicans
  • Biofilm
  • Graphene Oxide
  • restored Graphene Oxide
  • Candidiasis
[1]. Mohammed H, Kumar A, Bekyarova E, Al-Hadeethi Y, Zhang X, Chen M, Ansari MS, Cochis A, Rimondini L. Antimicrobial mechanisms and effectiveness of graphene and graphene-functionalized biomaterials. A scope review. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2020; 8:465.
[2]. Fallatah H, Elhaneid M, Ali-Boucetta H, Overton TW, El Kadri H, Gkatzionis K. Antibacterial effect of graphene oxide (GO) nano-particles against Pseudomonas putida biofilm of variable age. Environmental Science and Pollution Research. 2019; 26(24):25057-70.
[3]. Golipour, F., Habibipour, R., Moradi Haghgou, L. The Study of Effect of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles (SPION or Fe3O4 Nanoparticles) on Candida albicans Biofilm Formation. Medical laboratory Journal, 2019, 13(6). Available: https://www.sid.ir/en/journal/ViewPaper.aspx?id=814220.
[4]. Mohammad MR, Hussien AM, Ghanim RR. Synthesis of Graphene Oxide Using Simplified Hummer’s Method for Antibacterial Application. InIOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2019; 518(6):. 062012IOP Publishing.
[5]. Rajeevan S, Thomas M, Appalaraju B. Characterization and antifungal susceptibility pattern of Candida species isolated from various clinical samples at a tertiary care Centre in South India. Indian J Microbiol Res. 2016; 3(1):53-7.
[6]. Joshi AS, Singh P, Mijakovic I. Interactions of gold and silver nanoparticles with bacterial biofilms: Molecular interactions behind inhibition and resistance. International Journal of Molecular Sciences. 2020; 21(20):7658.
[7]. Ramasamy M, Nanda SS, Lee JH, Lee J. Construction of alizarin conjugated graphene oxide composites for inhibition of Candida albicans biofilms. Biomolecules. 2020; 10(4):565.
[8]. Palmieri V, Bugli F, Cacaci M, Perini G, Maio FD, Delogu G, Torelli R, Conti C, Sanguinetti M, Spirito MD, Zanoni R. Graphene oxide coatings prevent Candida albicans biofilm formation with a controlled release of curcumin-loaded nanocomposites. Nanomedicine. 2018; 13(22):2867-79.
[9]. Guo Z, Xie C, Zhang P, Zhang J, Wang G, He X, Ma Y, Zhao B, Zhang Z. Toxicity and transformation of graphene oxide and reduced graphene oxide in bacteria biofilm. Science of the total environment. 2017; 580:1300-8.
[10].   Xie C, Lu X, Han L, Xu J, Wang Z, Jiang L, Wang K, Zhang H, Ren F, Tang Y. Biomimetic mineralized hierarchical graphene oxide/chitosan scaffolds with adorability for immobilization of nanoparticles for biomedical applications. ACS applied materials & interfaces. 2016; 8(3):1707-17.
[11].   Kumar P, Huo P, Zhang R, Liu B. Antibacterial properties of graphene-based nanomaterials. Nanomaterials. 2019; 9(5):737.
[12].   Alimardani V, Abolmaali SS, Borandeh S. Antifungal and antibacterial properties of graphene-based nanomaterials: a mini-review. Journal of Nanostructures. 2019; 9(3):402-13.
[13].   Habibipour R, Moradi-Haghgou L, Farmany A. Green synthesis of AgNPs@ PPE and its Pseudomonas aeruginosa biofilm formation activity compared to pomegranate peel extract. International journal of nanomedicine. 2019; 14:6891.
[14].   Tashan H, Khosravi-Darani K, Yazdian F, Omidi M, Sheikhpour M, Farahani M, Omri A. Antibacterial properties of graphene based nanomaterials: an emphasis on molecular mechanisms, surface engineering and size of sheets. Mini-Reviews in Organic Chemistry. 2019; 16(2):159-72.
[15].   Mohammad MR, Hussien AM, Ghanim RR. Synthesis of Graphene Oxide Using Simplified Hummer’s Method for Antibacterial Application. InIOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2019; 518(6): 062019). IOP Publishing.
[16].   Zaaba NI, Foo KL, Hashim U, Tan SJ, Liu WW, Voon CH. Synthesis of graphene oxide using modified hummers method: solvent influence. Procedia engineering. 2017; 184:469-77.
[17].   Olivares E, Badel-Berchoux S, Provot C, Jaulhac B, Prévost G, Bernardi T, Jehl F. The BioFilm Ring Test: a rapid method for routine analysis of Pseudomonas aeruginosa biofilm formation kinetics. Journal of clinical microbiology. 2016; 54(3):657-61.
[18].   Papageorgiou DG, Kinloch IA, Young RJ. Mechanical properties of graphene and graphene-based nanocomposites. Progress in Materials Science. 2017; 90:75-127.
[19].   Di Giulio M, Zappacosta R, Di Lodovico S, Di Campli E, Siani G, Fontana A, Cellini L. Antimicrobial and antibiofilm efficacy of graphene oxide against chronic wound microorganisms. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2018; 62(7): e00547-18.