Published January 25, 2018 | Version v1
Publication Open

Embelin Restores Carbapenem Efficacy against NDM-1-Positive Pathogens

Creators

  • 1. Institute of Microbiology
  • 2. University of Electronic Science and Technology of China
  • 3. Shanghai Institute of Materia Medica
  • 4. Chinese Academy of Sciences

Description

The emergence and spread of carbapenemase in Gram-negative pathogens poses an enormous threat to global public health. New Delhi metallo-β-lactamase-1 (NDM-1) inactivates nearly every class of β-lactam antibiotics, including carbapenem; however, there is no clinically useful NDM-1 inhibitor. Embelin,an important ingredient in traditional herbal medicine, has anti-tumor effects. The current study is the first to discover and examine the inhibitory activity of embelin against β-lactamase NDM-1. The IC50 of embelin was 2.1±0.2 μM when tested against NDM-1 carbapenemase. Most regions of the embelin molecule were buried within NDM-1's active site, and the hydroxyl group of embelin interacted directly with the metal ion Zn2+, as shown by molecular dynamic simulation. Systematic analysis of the antibacterial activities of embelin and antibiotics demonstrated that embelin restored meropenem activity against a panel of NDM-positive pathogens, such as Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii. Based on these results, embelin could be a promising carbapenem adjuvant candidate against NDM-1-producing bacterial strains.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يشكل ظهور وانتشار الكاربابينيماز في مسببات الأمراض سالبة الجرام تهديدًا هائلاً للصحة العامة العالمية. يعمل ميتالو بيتا لاكتاماز-1 (NDM -1) في نيودلهي على تعطيل كل فئة تقريبًا من المضادات الحيوية بيتا لاكتام، بما في ذلك الكاربابينيم ؛ ومع ذلك، لا يوجد مثبط NDM -1 مفيد سريريًا. يحتوي إمبلين،وهو عنصر مهم في الطب العشبي التقليدي، على تأثيرات مضادة للورم. الدراسة الحالية هي الأولى التي تكتشف وتفحص النشاط المثبط للإمبلين ضد بيتا لاكتاماز NDM -1. كان IC50 من إمبلين 2.1±0.2 ميكرومتر عند اختباره ضد إن دي إم-1 كاربابينيماز. تم دفن معظم مناطق جزيء الإيمبلين داخل الموقع النشط لـ NDM -1، وتفاعلت مجموعة الهيدروكسيل من الإيمبلين مباشرة مع أيون المعدن Zn2 +، كما يتضح من المحاكاة الديناميكية الجزيئية. أظهر التحليل المنهجي للأنشطة المضادة للبكتيريا للإمبلين والمضادات الحيوية أن الإيمبلين أعاد نشاط الميروبينيم ضد لوحة من مسببات الأمراض الموجبة لـ NDM، مثل الإشريكية القولونية والكليبسيلا الرئوية و Acinetobacter baumannii. بناءً على هذه النتائج، يمكن أن يكون إمبلين مرشحًا مساعدًا واعدًا للكاربابينيم ضد السلالات البكتيرية المنتجة لـ NDM -1.

Translated Description (French)

L'émergence et la propagation de la carbapénémase chez les agents pathogènes à Gram négatif constituent une menace énorme pour la santé publique mondiale. La métallo-β-lactamase-1 de New Delhi (NDM-1) inactive presque toutes les classes d'antibiotiques β-lactamines, y compris le carbapénème ; cependant, il n'existe aucun inhibiteur cliniquement utile de la NDM-1. L'embeline,un ingrédient important de la phytothérapie traditionnelle, a des effets anti-tumoraux. La présente étude est la première à découvrir et à examiner l'activité inhibitrice de l'embéline contre la β-lactamase NDM-1. L'IC50 de l'embéline était de 2,1±0,2 μM lorsqu'elle était testée contre la NDM-1 carbapénémase. La plupart des régions de la molécule d'embéline étaient enfouies dans le site actif de NDM-1, et le groupe hydroxyle de l'embéline interagissait directement avec l'ion métallique Zn2+, comme le montre la simulation dynamique moléculaire. L'analyse systématique des activités antibactériennes de l'embéline et des antibiotiques a démontré que l'embéline rétablissait l'activité du méropénème contre un panel d'agents pathogènes positifs au NDM, tels que Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae et Acinetobacter baumannii. Sur la base de ces résultats, l'embéline pourrait être un candidat adjuvant carbapénème prometteur contre les souches bactériennes productrices de NDM-1.

Translated Description (Spanish)

La aparición y propagación de la carbapenemasa en patógenos gramnegativos representa una enorme amenaza para la salud pública mundial. La metalo-β-lactamasa-1 (NDM-1) de Nueva Delhi inactiva casi todas las clases de antibióticos β-lactámicos, incluido el carbapenem; sin embargo, no existe un inhibidor de NDM-1 clínicamente útil. La embelina,un ingrediente importante en la medicina herbal tradicional, tiene efectos antitumorales. El presente estudio es el primero en descubrir y examinar la actividad inhibidora de la embelina contra la β-lactamasa NDM-1. La IC50 de la embelina fue de 2.1±0.2 μM cuando se probó contra NDM-1 carbapenemasa. La mayoría de las regiones de la molécula de embelina se enterraron dentro del sitio activo de NDM-1, y el grupo hidroxilo de la embelina interactuó directamente con el ion metálico Zn2+, como se muestra mediante simulación dinámica molecular. El análisis sistemático de las actividades antibacterianas de la embelina y los antibióticos demostró que la embelina restauró la actividad del meropenem contra un panel de patógenos positivos para NDM, como Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae y Acinetobacter baumannii. Con base en estos resultados, la embelina podría ser un candidato a adyuvante de carbapenem prometedor contra las cepas bacterianas productoras de NDM-1.

Files

pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:107875e6cdc6022104830c1b170d36bc
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
Embelin يعيد فعالية Carbapenem ضد مسببات الأمراض الإيجابية NDM -1
Translated title (French)
Embelin restaure l'efficacité du carbapénème contre les agents pathogènes positifs au NDM-1
Translated title (Spanish)
Embelin restaura la eficacia de carbapenem contra patógenos positivos para NDM-1

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2793012639
DOI
10.3389/fmicb.2018.00071

Is supplement to
https://openalex.org/W4385567994 (Other)
https://openalex.org/W3175884527 (Other)
https://openalex.org/W3046845512 (Other)
https://openalex.org/W3032452183 (Other)
https://openalex.org/W2911773538 (Other)
https://openalex.org/W2409275163 (Other)
https://openalex.org/W2150731700 (Other)
https://openalex.org/W2141384007 (Other)
https://openalex.org/W2140604551 (Other)
https://openalex.org/W2007748295 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1967845424
  • https://openalex.org/W1970658820
  • https://openalex.org/W1994530471
  • https://openalex.org/W2009562400
  • https://openalex.org/W2022133651
  • https://openalex.org/W2026485378
  • https://openalex.org/W2038287561
  • https://openalex.org/W2063467721
  • https://openalex.org/W2065337857
  • https://openalex.org/W2067686851
  • https://openalex.org/W2073060607
  • https://openalex.org/W2080024320
  • https://openalex.org/W2081912151
  • https://openalex.org/W2091847475
  • https://openalex.org/W2093383196
  • https://openalex.org/W2103266352
  • https://openalex.org/W2129916963
  • https://openalex.org/W2130479394
  • https://openalex.org/W2134967712
  • https://openalex.org/W2136653513
  • https://openalex.org/W2140353364
  • https://openalex.org/W2154556219
  • https://openalex.org/W2166401979
  • https://openalex.org/W2185096284
  • https://openalex.org/W2486711554
  • https://openalex.org/W2620129398
  • https://openalex.org/W2770819626
  • https://openalex.org/W2785436589