The effect of formic acid on Escherichia coli´s susceptibility to different antibiotics

Abstract

Since the ban of antibiotics as an additive in livestock feed in Europe in 2006, organic acids have emerged as an alternative and is now commonly used. However, we still see examples that absence of antibiotics does not prevent the development of resistance. It has been questioned if formic acid can affect the gut microbiota to develop and express antibiotic resistance mechanisms. The aim of this study was to study the effect of formic acid on E. coli´s susceptibility to antibiotics. Three different isolates of E. coli were adapted to formic acid (1M pH 3,9), and subsequently treated with three different antibiotics (tetracycline 12 mg/L, gentamicin 1,6 mg/L and ciprofloxacin 0,06 and 0,08 mg/L). Severe variation in percent survival after acid adaptation was observed both between the strains and between the trials. For gentamicin and ciprofloxacin there was an increased susceptibility for antibiotics in the formic acid adapted group (gentamicin 0,0003-0,0010 %, ciprofloxacin 0,09-0,62 %), compared to the control group (gentamicin 13,7-20,3 %, ciprofloxacin 11,62-12,38 %). Tetracycline showed a lower percent survival, but a minimal difference between the acid adapted (0,34-1,18 %) and the control group (2,44-3,20 %). The result suggests a synergistic effect with formic acid combined with gentamicin and ciprofloxacin, but not combined with tetracycline. Additional research is needed to further elucidate this topic.

Etter at antibiotika ble forbudt som fôrtilskudd til matproduserende dyr i Europa i 2006 har organiske syrer vokst frem som et alternativ. Det finnes dog eksempler på at fjerningen av antibiotika i foret ikke forhindrer resistensutviklingen. Det har derfor blitt stilt spørsmål om maursyre kan påvirke tarmmikrobiotaen på en slik måte at det dannes resistensmekanismer mot antibiotika. Målet for denne studien var å studere effektene til maursyre på Escherichia coli´s sensitivitet til antibiotika. Tre ulike E. coli isolater ble adaptert til maursyre (1M pH 3,9) og deretter behandlet med tre ulike antibiotikum (tetrasyklin 12 mg/L, gentamicin 1,6 mg/L, i tillegg til ciprofloksacin 0,06 mg/L og 0,08 mg/L). Det ble observert stor variasjon i prosent overlevelse etter syreadaptering både mellom isolatene og mellom forsøkene. For gentamicin og ciprofloksacin var det en økt sensitivitet for antibiotika i den syreadapterte gruppen (gentamicin 0,0003-0,0010 %, ciprofloksacin 0,09-0,62 %), sammenlignet med kontrollgruppen (gentamicin 13,7-20,3 %, ciprofloksacin 11,62-12,38 %). Tetrasyklin hadde en lavere prosent overlevelse etter antibiotikabehandling, men det var en minimal differanse mellom den syreadapterte gruppen (0,34-1,18 %) og kontrollgruppen (2,44-3,20 %). Resultatene kan tyde på en synergistisk effekt for maursyre sammen med gentamicin og ciprofloksacin. Denne effekten kunne derimot ikke observeres med tetrasyklin. Mer forskning er nødvendig for videre utredning av dette temaet.