Annals of medicine
2026-12-01
Różnicowy wpływ witaminy B12 i witaminy D3 na aktywność przeciwbakteryjną gentamycyny wobec bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych: badanie in vitro i in silico
Differential modulation of gentamicin antibacterial activity by vitamin B12 and vitamin D3 against Gram-positive and Gram-negative bacteria: an
Recenzja AI
Cel badania
Celem pracy była ocena, czy witaminy B12 i D3 mogą modyfikować skuteczność przeciwbakteryjną gentamycyny wobec wybranych szczepów Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, oraz wstępne wyjaśnienie możliwych mechanizmów tego zjawiska.
Metoda
Autorzy zastosowali testy dyfuzji z krążka oraz oznaczenia MIC metodą mikrorozcieńczeń w bulionie dla ośmiu referencyjnych szczepów ATCC, a następnie wykonali analizy in silico dotyczące wiązania z podjednostką 30S rybosomu, ryboswitchem kobalaminowym i białkiem związanym z siłą protonomotoryczną.
Wyniki
Witamina B12 istotnie nasilała działanie gentamycyny, obniżając MIC nawet o 8-krotnie i wykazując synergizm wobec m.in. K. pneumoniae, P. aeruginosa, S. aureus i B. subtilis, podczas gdy witamina D3 w części szczepów Gram-dodatnich działała antagonistycznie, zwiększając MIC nawet 16-krotnie. Analizy obliczeniowe sugerują, że B12 stabilizuje kompleks gentamycyna–rybosom i oddziałuje z ryboswitchem kobalaminowym, natomiast D3 może zaburzać siłę protonomotoryczną, ograniczając wychwyt aminoglikozydu.
Znaczenie dla praktyki
Wyniki wskazują, że suplementacja witaminą B12 mogłaby w przyszłości pomóc w redukcji dawek gentamycyny, natomiast wysokie dawki witaminy D3 potencjalnie mogą osłabiać jej skuteczność. Na obecnym etapie dane te nie zmieniają praktyki, ale zwracają uwagę personelu medycznego na możliwe interakcje między suplementacją witaminową a terapią aminoglikozydami, wymagające dalszych badań na izolatach klinicznych i w modelach biofilmu.
Abstrakt oryginalny
INTRODUCTION: Antimicrobial resistance and gentamicin-associated toxicity necessitate the development of non-antibiotic adjuvants that enhance aminoglycoside efficacy while reducing required doses. Vitamins B12 and D3 possess physicochemical and biological properties that may influence bacterial resistance pathways. This study aimed to evaluate the modulatory effects of these vitamins on gentamicin against representative bacterial strains using an integrated in vitro-in silico approach. MATERIALS AND METHODS: Eight ATCC Gram-negative and Gram-positive reference strains were evaluated. Antibacterial activity was assessed using agar disk diffusion and broth microdilution assays to determine inhibition zones, minimum inhibitory concentrations (MICs), and MIC fold reduction (MFR). In silico analyses targeted the 30S ribosomal subunit, a cobalamin riboswitch, and a proton motive force (PMF)-related protein to explore mechanistic interactions underlying observed phenotypes. RESULTS: Vitamin B12 significantly enhanced gentamicin efficacy, reducing MICs by up to 8-fold and demonstrating synergistic activity (MFR ≥ 4) against Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, and Bacillus subtilis. Conversely, vitamin D3 displayed antagonistic effects (MFR ≤ 0.5) in several Gram-positive strains, increasing gentamicin MICs by up to 16-fold. Computational results indicated cooperative stabilization of gentamicin at the ribosomal target and increased affinity for the cobalamin riboswitch in the presence of vitamin B12, whereas vitamin D3 showed strong binding to a PMF-related protein, consistent with impaired aminoglycoside uptake. CONCLUSION: Vitamin B12 represents a promising dose-sparing adjuvant for gentamicin, while vitamin D3 may compromise aminoglycoside efficacy under the tested conditions. These findings warrant further validation using clinical isolates and biofilm models before considering vitamin-based strategies in aminoglycoside stewardship.
Źródło
Annals of medicine
2026-12-01
DOI: 10.1080/07853890.2026.2653307
PMID: 42035400
PubMed Pełny tekst