Published July 10, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Mentha longifolia assisted nanostructures: An approach to obliterate microbial biofilms

Creators

  • 1. The Women University Multan
  • 2. King Faisal University
  • 3. Government College University, Faisalabad
  • 4. Abbottabad University of Science and Technology
  • 5. Bahauddin Zakariya University

Description

Microbes maneuver strategies to become incessant and biofilms perfectly play a role in scaling up virulence to cause long-lasting infections. The present study was designed to assess the use of an eco-friendly formulation of functionalized silver nanoparticles generated from Mentha longifolia leaf extract (MℓE) for the treatment of biofilm-producing microbes. Nanoparticles synthesized using MℓE as a reducing agent were optimized at different strengths of AgNO3 (1 mM, 2 mM, 3 mM, and 4 mM). Synthesis of M. longifolia silver nanoparticles (MℓAgNPs) was observed spectrophotometrically (450 nm) showing that MℓAgNPs (4 mM) had the highest absorbance. Various techniques e.g., Fourier transforms Infrared spectroscopy (FTIR), Dynamic light scattering (DLS), zeta potential (ZP), X-ray Diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and transmission electron microscope (TEM) were used to characterize MℓAgNPs. In the present study, the Kirby-Bauer method revealed 4mM was the most detrimental conc. of MℓAgNPs with MIC and MBC values of 0.62 μg/mL and 1.25 μg/mL, 0.03 μg/mL and 0.078 μg/mL, and 0.07 μg/mL and 0.15 μg/mL against previously isolated and identified clinical strains of Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, and Staphylococcus aureus, respectively. Moreover, the MℓAgNP antibiofilm activity was examined via tissue culture plate (TCP) assay that revealed biofilm inhibition of up to 87.09%, 85.6%, 83.11%, and 75.09% against E. coli, P. aeruginosa, K. pneumonia, and S. aureus, respectively. Herbal synthesized silver nanoparticles (MℓAgNPs) tend to have excellent antibacterial and antibiofilm properties and are promising for other biomedical applications involving the extrication of irksome biofilms. For our best knowledge, it is the first study on the use of the green-synthesized silver nanoparticle MℓAgNP as an antibiofilm agent, suggesting that this material has antibiotic, therapeutic, and industrial applications.

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

Translated Description (Arabic)

تقوم الميكروبات بمناورة الاستراتيجيات لتصبح مستمرة وتلعب الأغشية الحيوية دورًا مثاليًا في توسيع نطاق الفوعة للتسبب في عدوى طويلة الأمد. تم تصميم هذه الدراسة لتقييم استخدام تركيبة صديقة للبيئة من الجسيمات النانوية الفضية الوظيفية المتولدة من مستخلص أوراق النعناع الطويلة (MIE) لعلاج الميكروبات المنتجة للأغشية الحيوية. تم تحسين الجسيمات النانوية التي تم تصنيعها باستخدام ميم كعامل اختزال عند نقاط قوة مختلفة من AgNO3 (1 ملليمتر، 2 ملليمتر، 3 ملليمتر، و 4 ملليمتر). لوحظ تخليق الجسيمات النانوية الفضية من نوع M. longifolia (M'AgNPs) بقياس الطيف الضوئي (450 نانومتر) مما يدل على أن الجسيمات النانوية الفضية من نوع M//AgNPs (4 مللي مولار) لديها أعلى امتصاص. تم استخدام تقنيات مختلفة، على سبيل المثال، يحول فورييه التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR)، وتشتت الضوء الديناميكي (DLS)، وجهد زيتا (ZP)، وانحراف الأشعة السينية (XRD)، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، والمجهر الإلكتروني للإرسال (TEM) لتمييز MimagNPs. في هذه الدراسة، كشفت طريقة كيربي- باور أن 4 مللي مولار كان الأكثر ضررًا. من MΩAgNPs مع قيم MIC و MBC من 0.62 ميكروغرام/مل و 1.25 ميكروغرام/مل، 0.03 ميكروغرام/مل و 0.078 ميكروغرام/مل، و 0.07 ميكروغرام/مل و 0.15 ميكروغرام/مل ضد السلالات السريرية المعزولة والمحددة سابقًا من الإشريكية القولونية، الزائفة الزنجارية، الكليبسيلا الرئوية، والمكورات العنقودية الذهبية، على التوالي. علاوة على ذلك، تم فحص النشاط المضاد للفيلم الغشائي من خلال اختبار لوحة زراعة الأنسجة (TCP) التي كشفت عن تثبيط بيوفيلم بنسبة تصل إلى 87.09 ٪ و 85.6 ٪ و 83.11 ٪ و 75.09 ٪ ضد E. coli و P. aeruginosa و K. pneumonia و S. aureus، على التوالي. وتميل الجسيمات النانوية الفضية العشبية المركبة إلى أن يكون لها خصائص ممتازة مضادة للبكتيريا ومضادة للأغشية الحيوية وهي واعدة للتطبيقات الطبية الحيوية الأخرى التي تنطوي على تخليص الأغشية الحيوية المزعجة. على حد علمنا، هذه هي الدراسة الأولى حول استخدام الجسيمات النانوية الفضية المخلقة خضراء اللون كعامل مضاد للأغشية الحيوية، مما يشير إلى أن هذه المادة لها تطبيقات مضادة للمضادات الحيوية وعلاجية وصناعية.

Translated Description (French)

Les microbes manœuvrent des stratégies pour devenir incessants et les biofilms jouent parfaitement un rôle dans l'augmentation de la virulence pour provoquer des infections durables. La présente étude a été conçue pour évaluer l'utilisation d'une formulation écologique de nanoparticules d'argent fonctionnalisées générées à partir d'extrait de feuille de Mentha longifolia (MℓE) pour le traitement des microbes producteurs de biofilm. Les nanoparticules synthétisées en utilisant MℓE comme agent réducteur ont été optimisées à différentes concentrations d'AgNO3 (1 mM, 2 mM, 3 mM et 4 mM). La synthèse des nanoparticules d'argent de M. longifolia (MℓAgNPs) a été observée par spectrophotométrie (450 nm) montrant que les MℓAgNPs (4 mM) avaient l'absorbance la plus élevée. Diverses techniques, par exemple la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), la diffusion dynamique de la lumière (DLS), le potentiel zêta (ZP), la diffraction des rayons X (DRX), le microscope électronique à balayage (MEB) et le microscope électronique à transmission (TEM), ont été utilisées pour caractériser les MℓAgNP. Dans la présente étude, la méthode Kirby-Bauer a révélé que 4mM était le conc. le plus préjudiciable des MℓAgNP avec des valeurs CMI et MBC de 0,62 μg/mL et 1,25 μg/mL, 0,03 μg/mL et 0,078 μg/mL, et 0,07 μg/mL et 0,15 μg/mL contre des souches cliniques précédemment isolées et identifiées d'Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae et Staphylococcus aureus, respectivement. De plus, l'activité de l'antibiofilm MℓAgNP a été examinée via un test sur plaque de culture tissulaire (TCP) qui a révélé une inhibition du biofilm allant jusqu'à 87,09 %, 85,6 %, 83,11 % et 75,09 % contre E. coli, P. aeruginosa, K. pneumonia et S. aureus, respectivement. Les nanoparticules d'argent synthétisées à base de plantes (MℓAgNP) ont tendance à avoir d'excellentes propriétés antibactériennes et antibiotiques et sont prometteuses pour d'autres applications biomédicales impliquant l'extraction de biofilms gênants. Pour notre meilleure connaissance, il s'agit de la première étude sur l'utilisation de la nanoparticule d'argent synthétisée en vert MℓAgNP comme agent antibiofilm, suggérant que ce matériau a des applications antibiotiques, thérapeutiques et industrielles.

Translated Description (Spanish)

Los microbios maniobran estrategias para convertirse en incesantes y las biopelículas desempeñan perfectamente un papel en la ampliación de la virulencia para causar infecciones duraderas. El presente estudio fue diseñado para evaluar el uso de una formulación ecológica de nanopartículas de plata funcionalizadas generadas a partir de extracto de hoja de Mentha longifolia (MℓE) para el tratamiento de microbios productores de biopelículas. Las nanopartículas sintetizadas usando MℓE como agente reductor se optimizaron a diferentes concentraciones de AgNO3 (1 mM, 2 mM, 3 mM y 4 mM). La síntesis de nanopartículas de plata de M. longifolia (MℓAgNP) se observó espectrofotométricamente (450 nm) mostrando que los MℓAgNP (4 mM) tenían la mayor absorbancia. Se utilizaron diversas técnicas, por ejemplo, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), dispersión dinámica de luz (DLS), potencial zeta (ZP), difracción de rayos X (XRD), microscopio electrónico de barrido (SEM) y microscopio electrónico de transmisión (TEM) para caracterizar los MℓAgNP. En el presente estudio, el método de Kirby-Bauer reveló que 4 mM fue la concentración más perjudicial de MℓAgNP con valores de MIC y MBC de 0.62 μg/mL y 1.25 μg/mL, 0.03 μg/mL y 0.078 μg/mL, y 0.07 μg/mL y 0.15 μg/mL contra cepas clínicas previamente aisladas e identificadas de Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae y Staphylococcus aureus, respectivamente. Además, la actividad de la película antibiótica MℓAgNP se examinó mediante un ensayo de placa de cultivo de tejidos (TCP) que reveló una inhibición de la biopelícula de hasta 87.09%, 85.6%, 83.11% y 75.09% contra E. coli, P. aeruginosa, K. pneumonia y S. aureus, respectivamente. Las nanopartículas de plata sintetizadas a base de hierbas (MℓAgNP) tienden a tener excelentes propiedades antibacterianas y de película antibiótica y son prometedoras para otras aplicaciones biomédicas que implican la extracción de biopelículas molestas. Para nuestro mejor conocimiento, es el primer estudio sobre el uso de la nanopartícula de plata sintetizada en verde MℓAgNP como agente de película antibiótica, lo que sugiere que este material tiene aplicaciones antibióticas, terapéuticas e industriales.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
النانو بمساعدة النعناع طويل الأوراق: نهج لطمس الأغشية الحيوية الميكروبية
Translated title (French)
Nanostructures assistées par Mentha longifolia : une approche pour oblitérer les biofilms microbiens
Translated title (Spanish)
Nanoestructuras asistidas por Mentha longifolia: un enfoque para eliminar biopelículas microbianas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4400488453
DOI
10.1371/journal.pone.0303521

Is supplement to
https://openalex.org/W4391375266 (Other)
https://openalex.org/W4387497383 (Other)
https://openalex.org/W2948807893 (Other)
https://openalex.org/W2778153218 (Other)
https://openalex.org/W2748952813 (Other)
https://openalex.org/W2527526854 (Other)
https://openalex.org/W2078814861 (Other)
https://openalex.org/W1986764834 (Other)
https://openalex.org/W1976181487 (Other)
https://openalex.org/W1531601525 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1534172626
  • https://openalex.org/W1576277845
  • https://openalex.org/W1960281507
  • https://openalex.org/W2002342373
  • https://openalex.org/W2003147476
  • https://openalex.org/W2040613533
  • https://openalex.org/W2089694536
  • https://openalex.org/W2097137679
  • https://openalex.org/W2149721751
  • https://openalex.org/W2183811163
  • https://openalex.org/W2229728453
  • https://openalex.org/W2262148717
  • https://openalex.org/W2414781026
  • https://openalex.org/W2521537778
  • https://openalex.org/W2552585184
  • https://openalex.org/W2557184343
  • https://openalex.org/W2570183354
  • https://openalex.org/W2738174508
  • https://openalex.org/W2743168127
  • https://openalex.org/W2767460313
  • https://openalex.org/W2808812528
  • https://openalex.org/W2887457631
  • https://openalex.org/W2979635888
  • https://openalex.org/W3013093882
  • https://openalex.org/W3021101583
  • https://openalex.org/W3025134415
  • https://openalex.org/W3034511269
  • https://openalex.org/W3037842701
  • https://openalex.org/W3045320891
  • https://openalex.org/W3083216813
  • https://openalex.org/W3096724164
  • https://openalex.org/W3131622683
  • https://openalex.org/W3154209768
  • https://openalex.org/W3196426371
  • https://openalex.org/W4206722766
  • https://openalex.org/W4212977437
  • https://openalex.org/W4220999127
  • https://openalex.org/W4226166817
  • https://openalex.org/W4226399971
  • https://openalex.org/W4281905145
  • https://openalex.org/W4283730037
  • https://openalex.org/W4291121551
  • https://openalex.org/W4297229440
  • https://openalex.org/W4300819059
  • https://openalex.org/W4303856760
  • https://openalex.org/W4377047020
  • https://openalex.org/W821980424