Pharmaceutical Microbiology Phar330 - PDF

Zakaria A.hady Pharmaceutical microbiology phar330 Dr.Rawan Alsharedeh ،‫ثق في هللا ولطفه ثقة عمياء‬ ،‫وتفاءل بكل ما هو قادم‬...

Zakaria A.hady Pharmaceutical microbiology phar330 Dr.Rawan Alsharedeh ،‫ثق في هللا ولطفه ثقة عمياء‬ ،‫وتفاءل بكل ما هو قادم‬ ‫ وسيأتي‬،‫وتوقّع قدوم الخير‬ ‫إليكَ حت ًما‬ Zakaria A.hady Zakaria A.hady Introduction-scope of microbiology Microbiology is the study of microbes, organisms so small that amicroscope is needed to study them.  Cant be seen by the naked eye ‫منحتاج مايكروسكوب عشان نشوفهم‬  Micro size ‫واحد ضرب عشرة اس ماينس ستة‬  Or nano size ‫واحد ضرب عشرة اس ماينس تسعة‬ We consider two dimensions of the scope of microbiology: (1) the variety of kinds of microbes *(classification of microbes)*, and (2) the kinds of work microbiologists do. Zakaria A.hady Zakaria A.hady Field ( Pronunciation) Examples of what to studied Microbial taxonomy Classification of microorganisms Fields according to organisms studied Bacteriology ‫العلم الي بختص بالبكتيريا‬ Bacteria Phycology Algae ‫طحالب‬ Mycology Fungi ‫فطريات‬ Protozoology Protozoa ‫الكائنات االولية‬ Parasitology Parasites ‫طفيلي‬ Virology Viruses Fields according to processes or functions studied Microbial metabolism )‫عمليات االيض (بناء وهدم‬ Chemical reactions that occur in microbes ‫العمليات الكيميائية الي بتصير داخل المايكروبات من بناء وهدم‬ Microbial genetics Transmission and action of genetic information in microorganisms ‫عمليات نقل وعمل المعلومات الوراثية‬ ‫بالمايكروبات‬ Microbial ecology Relationships of microbes with each other and with the environment ‫عالقة المايكروبات ببعض والبيئة المحيطة فيهم‬ Health related fields Immunology How host organisms defend themselves against microbial infection microbial ‫المضيف بقدؤ يافع عن نفسو ضد ال‬host ‫كيف ال‬ ‫ او‬saliva ‫ ممكن خاليا الدم البيضاء او الدموع او ال‬infection ‫العرق‬ Epidemiololgy ‫علم االوبئة‬ Frequency and distribution of diseases ‫العالم‬/‫نسبة انتشار المرض على مستوى السكان‬ Etiology Causes of disease ‫سبب المرض‬ Zakaria A.hady Infection control How to control the spread of nosocomial or hospital acquired infections ‫ حاالت طبيعية‬Nosocomial , ‫ بيحصل بسبب وجود الشخص في مكان عناية ( عيادة‬Hospital resistance ‫ مستشفى ) بكون اخطر النو المايكروب بكون‬, ‫صيدلية‬ ‫اكثر‬ Chemotherapy The development and use of chemical substances to treat diseases ‫تصنيع وتطوير واستخدام المواد الكيميائية في عالج‬ ) ‫االمراض بشكل عام (مش شرطان بس‬ Fields according to applications of knowledge Food and beverage technology How to protect humans from disease in fresh and preserved foods ‫كيف احمي االنسان من المايكروبات الجاي من‬ ‫االغذية سواء كانت فرش او محفوظة‬ Environmental microbiology how to maintain safe drinking water,dispose of wastes and control Environmental pollutions ‫ايش المايكروبات الموجودة بالبيئة الي ممكن يكونوا ضارين النا و كيف‬ ‫امنع االمراض واحافظ عليها‬ Industrial microbiology ‫كيف ممكن استخدم المايكروبات‬ How to apply knowledge of microorganisms to the ) ‫بالصناعة (منتجات عادية وعالجية‬ manufacture of ferntented food and other products of microorganisms Pharmaceutical microbiology How to manufacture antibiotics , vaccines , and other health products ‫اصنع المواد الي الها عالقة بالصحة‬ Genetic engineering How to use microorganisms to synthesize products useful to humans ‫استخدمهم بتصنيع مواد مفيدة لالنسان‬  Introduction-scope of microbiology ▶ Microorganisms differ enormously in terms of their shape, size and appearance and in their genetic and metabolic characteristics. metabolic characteristics ‫ وال‬, ‫ المادة الوراثية‬, ‫ كيف بظهرو‬, ‫ حجمهم‬, ‫المايكروبات بختلفوا عن بعض ( شكلهم‬  ▶ All these properties are used in classifying microorganisms into the major groups with which many people are familiar, e.g. bacteria, fungi, protozoa and viruses. ‫ بتصنيفات محددة‬microorganisms ‫بناءا على هاي االختالفات اانا بقدؤ اصنف ال‬   ‫‪Introduction-scope of microbiology‬‬ ‫‪1) virus‬‬ ‫ال ‪ bacteria‬وال ‪ archaea‬وال‬ ‫‪ eukaryote‬هذول بسموهم‬ ‫‪2) Viroid‬‬ ‫‪Three domain of life‬‬ ‫‪3) Prions‬‬ ‫بتشابهوا بال ‪size , component ,‬‬ ‫اول ثالث عنا واجب فيهم مطلوب تطلع الشبه والفرق بينهم‬ ‫‪shape‬‬ ‫بدائية النواة ‪4) Prokaryote‬‬ ‫‪ Bacteria‬‬ ‫‪ ‬تقسم ل ‪ pathogenic‬مسببة لالمراض ‪ ,‬و ‪ non pathogenic‬مش مسببة لالمراض وهاض النوع بشمل البكتيريا النافعة ‪.‬‬ ‫ما بتعمل امراض بتعيش بظروف غريبة حرارة عالية حموضة عالية ‪ +‬استخدموها لتصنيع مواد مفيدة لالنسان ►‪ Archaea‬‬ ‫‪Eukaryote‬‬ ‫حقيقة النواة‬ ‫فطريات ‪ Fungi‬‬ ‫‪‬‬ ‫خمائر ‪Yeast‬‬ ‫‪‬‬ ‫عفن ‪Mould‬‬ ‫‪ Protozoa‬‬ ‫‪ Algae‬‬  Naming of microorganisms ▶ Microorganisms, just like other organisms, are normally known by twonames: that of the genus (plural = genera ‫ (االشي العام‬and that of the species ‫ مخصص ودقيق اكثر‬. ▶ The former is normally written with an upper case initial letter and thelatter with a lower case initial letter, e.g. Staphylococcus aureus or Escherichia coli. These may be abbreviated by shortening the name ofthe genus provided that the shortened form is unambiguous, e.g. Staph.aureus,E.coli ‫اول حرف من الجزء االول بكون كابيتال‬  ‫اول حرف من الجزء الثاني بكون سمول‬  ‫ ممكن نختصر االسم‬+ italics ‫والحظ كيف الخط مائل يعني الزم يكون بال‬  ▶ Both the full and the shortened names are printed in italics  Introduction-Pharmaceutical microbiology ▶ Despite continuing poverty in many parts of the world and the devastating effects of infectious disease, the health of the world’s population is progressively improving. ‫ بتطور والمجاالت الصحية بتتطور‬health science ‫بشكل عام الحياة قاعدة بتتطور وال‬  ▶ This is reflected in the increase in life expectancy for the great majority of the countries over the last 40 years according to WHO. ) ‫ بتزيد (زمان كانوا يموتوا بعمر صغير هسا ال‬life expectancy ‫ عشان هيك ال‬ ▶ In Central America, for example, the life expectancy has increasedfrom 55 years in 1960 to 71 years in 2000. The development of many vaccines and other anti-infective agentsare: ▶ Crucial to the improvement in world heath. ‫ وتطور تشخيص المريض وزيادة الوعي عند الناس‬vaccines ‫التطور بموضوع االدوية صار في عنا‬  ▶ Large investment in research by the major international pharmaceutical companies. ‫االستثمار الكبير باالدوية لغايات الربح‬  Introduction-Pharmaceutical microbiology ▶ Disinfection and the properties of chemicals (biocides) used as antiseptics, disinfectants and preservatives are subjects ofwhich pharmacists and other persons responsible for the manufacture of medicines should have a knowledge.  Antiseptics for living things  Disinfectants for non living things  Preservatives ‫ االدوية و اطول فترة حياتهم‬/ ‫للحفاظ على المواد‬ ▶ They are not the only antimicrobial substances that arerelevant to medicine & Pharmacists; antibiotics are of major importance and represent a product category that regularly features among the top five most frequently prescribed.  Introduction-Pharmaceutical microbiology microbial infection ‫ مادة مضادة للمايكروبات بشكل عام تستخدم لل‬antimicrobial agent ‫ ال‬ ‫ وهكذا‬antiviral ‫ او‬antifungal ‫ او‬anti-infections ‫ في عندي كمان‬ ▶ The term ‘antibiotic’ is used in several different ways: ‫ وهكذا‬antiviral ‫ او‬antifungal ‫ او‬anti-infection ‫ او هو احد ال‬antimicrobial ‫ هو احد ال‬antibiotic ‫ ال‬ ▶ Originally an antibiotic was defined as a naturally occurring substance that was produced by one microorganism that inhibited the growth of, or killed, other microorganisms, i.e. an antibiotic was a natural product, a microbial metabolite. ‫ المضاد الجيوي االصل في‬microbial metabolite ‫ و‬natural product ‫ هي‬antibiotic ‫ ال‬ inhibiting the ‫ هسا هاي المادة بتعمل‬microorganism ‫ موجودة في‬, ‫مادة موجودة بشكل طبيعي‬ ) ‫ بتقتل (يعني مايكروب بدافع عن حالو ضد مايطروب ثاني‬killing ‫ بتقلل بتثبط النمو او بتعمل‬growth ▶ Recently the term has come to encompass certain synthetic agents that are usually used systemically (throughout the body) to treat infection. ‫ بتكون شبه مصنعة بتشتغل نفس الشغل (االصل طبيعي‬semi-synthetic ‫ هسا بسبب تطور العلم انتقلنا ل‬ ‫ مصنعة مية بالمية‬systemically ‫باخذو و بعدل عليه بطلع منتج جديد اقوى واحسن و تطورنا اكثر وصار‬ Introduction-Pharmaceutical microbiology ▶ The 1st Antibiotic discovered was penicillin from Penicillium fungi, Penicillin was discovered accidentally by the scottishscientist and Nobel laureate Alexander fleming in 1928. ▶ His discovery would change the course of history. ▶ Commercial antibiotic production began with the manufacture ofpenicillin in the 1940s. Zakaria A.hady ‫ اعرف هاي الشغالت‬virus , viroid , prions ‫الفروقات بين‬  Virus → DNA/RNA + Protein  Viroid → DNA/RNA  Prions → Proteins  metabolism ‫ للتكاثر وال‬host ‫بعملوا امراض وبعتمدوا عال‬ Culture media ▶ A significant number of common microorganisms are capable of synthesizing allthe materials they need for growth (e.g. amino acids, nucleotides and vitamins) from simple carbon and nitrogen sources and mineral salts. ▶ Such organisms can grow on truly synthetic (chemically defined( media, but many organisms do not have this capability and need a medium that alreadycontains these biochemicals. ▶ Such media are far more commonly used than synthetic ones, and several terms have been used to describe them, e.g. routine laboratory media, generalpurpose media and complex media. Zakaria A.hady ▶ They are complex in the sense that their precise chemical composition is unknown and likely to vary slightly from batch to batch. ▶ In general, they are aqueous solutions of animal or plant extracts that contain hydrolysed proteins, B - group vitamins and carbohydrates. ‫ الزم يوخذوها من مكان هسا الفايروس بعتمد على‬nutrient ‫ الزم اعطيهم‬growth ‫ عشان يصيرلهم‬microorganisms ‫ زي ما منعرف انو ال‬ host ‫ال‬ amino acid , protein ‫ زي‬nutrient ‫ هي عبارة عن المكان الي بحط في المايكروب وبعطي‬culture media ‫ اما البكتيريا بنوخذها من‬ , vitamin Nucleotides , carbon , nitrogen , mineral salt and water truly synthetic (chemically defined media ) ‫ الي بنموا عالي حكيناهم بنموا على اشي اسمو‬microorganisms ‫ هسا ال‬. routine laboratory media, general ‫ ثاني اسمو‬media ‫ بحتاجوا‬media ‫ ما بنموا على هاي ال‬organisms ‫ هسا في‬ ‫ طيب شو الفرق بينهم ؟‬purpose media and complex media ‫ هاي‬complex media ‫ ) هسا النسبة العظمى من المايكروبات بتحتاج ال‬amino acid ….. ( nutrients ‫ المجموعة االولى انا بعطيهم ال‬ precise ‫عندها‬ truly synthetic ‫ ما بكون محدد تماما زي ال‬Chemical composition animal or plant ‫ بحتوي على‬solution ‫ هاض ال‬aqueous solution ‫ بتكون مكونة من‬routine laboratory media  + extracts ‫‪Zakaria A.hady‬‬ ‫‪carbohydrates + vitamins + hydrolyzed proteins‬‬ ‫يعني ال ) ‪ truly (chemically media‬بكون ال ‪ compositions‬محدد يعني انا بحدد كم اعطيهم ‪ nutrients‬نسبة محددة بتنموا عليها‬ ‫لكن الغالبية العظمى‬ ‫بتنموا على ال ‪ routine laboratory‬هذول بكون عارف ال ‪ chemical compositions‬الهم انو باخذ ‪ extract‬مصدرها نباتي او‬ ‫حيواني وبحطها‬ ‫للمايكروبز وبنموا عليها‬  Culture media Culture media may be either liquid or solid liquid ‫ او‬solid ‫ ممكن تكون‬culture media ‫هسا ال‬ In contrast to medium ingredients designed to support microbial growth, there are many materials commonly added to selective or diagnostic media whose function is to restrict the while growth of certain types of microorganism permitting or enhancing the growth of others. broth ‫ اسمها‬liquid ‫ بكون‬bottle / Test tube  solid ‫ بتكون‬agar ‫ اسمها‬Petri dish  ‫ بس الفرق انو‬liquid ‫ باالصل‬sloid ‫شوفوا صورة االخت بتصب من االشي هاض نسيت اسمو هسا ال‬  ‫ ينموا على‬sloid ‫ بتجمدوا يعني االصل بالمايكروب الي بنموا على ال‬agar(gelling agent ) ‫منضيف ال‬ ‫ النها تقريبا تفس المكونات‬liquid ‫ال‬ selective ‫ او‬diagnostic ‫ بتحتاج اشي اسموا‬organisms ‫ من ال‬specific type ‫هسا في عندي‬  ‫ شو يعني طيب ؟؟‬Media general(routine media) ‫هسا بشكل عام المايكروبات اذا بحطهم على‬ ‫ خاص فيهم اسمو‬specific media ‫بنموا بس في نوع معين ما بنموا بدهم‬ ‫ اذا مش موجود مش راح تنموا بتكون محددة‬Selective / diagnostic organisms ‫النواع معينة من ال‬ Growth curves  ‫‪ ‬شرح الكيرف الي فوق مع الساليد الي تحت اول اشي اسمو كيرف نمو البكتريا‬ ‫‪ ‬هاض الكيرف بتكون من ‪ four phases‬الي همة ( ‪-4 stationary phase -3 log or exponential phase -2 lag phase -1‬‬ ‫‪death or logarithmic or decline phase‬‬ ‫‪ ‬هسا اول واحد الخط ثابت ما في نمو ‪ +‬هي ‪ short‬لفترة قصيرة بسموها ‪ initiation phase‬المرحلة الي ببلش فيها الميكروبات تتعرف على‬ ‫البيئة الي انحطت فيها الي بصير انو المايكروبات بتصير تشوف ايش في ‪ nutrient‬كم في مي يعني عبالطة بتقلكك وين انا كيف بدي انموا ‪...‬‬ ‫هسا االصل فيها ‪ short‬اذا حطيها بال ‪ optimum conditions‬بظروف معيارية ممتازة بتبلش تتكيف ختى تنمو هاي لل ‪short‬‬ ‫طيب متى بتكون ‪ long‬؟؟ اذا حطيتهم ببيئة ما فيها ‪ nutrient‬كافي‬ ‫طيب متى بتكون طويلة اكثر ‪ prolonged‬؟؟ اذا حطيتها ببيئة فيها ‪ toxic‬سامة هاي الول ‪phase‬‬ ‫‪ ‬ال ‪ phase‬الثانية هي المرحلة الي ببلش فيها نمو المايكروبات بكون االشي الي حكيتوا تكيف عالوضع وبتبلش عملية االنقسام هسا بهاي المرحلة في‬ ‫اشي اسمو ‪ generation time‬هو عبارة عن ال ‪ time‬الي بتوخذوا ال‪ one cell‬عشان تنقسم وتعطينا ‪ two cells‬يعني مكونات الخلية‬ ‫بتتضاعف وبتنقسم لثنتين‬ ‫طيب وين الخلية االصل ؟؟؟ الخلية الي انقسمت بتروح بح بح هسا ال ‪ generation time‬بتختلف حسب نوع المايكروب بس بشكل عام ‪25-‬‬ ‫‪30 min‬‬ ‫ال ‪ generation time‬الفكرة في هو ال ‪ time‬الوقت الي بتوخذو ال ‪ one cell‬حتى يصيرلهم ‪ division/replication‬وبتعطيني ‪two‬‬ ‫‪ cells‬يعني الوقت الي بتخذو الخلية الوحدة حتى تنقسم وتعطيني خليتين هاض هو ال ‪ generation time‬المدة الزمنية حتى تصير الخلية‬ ‫خليتين‪ ,‬الخلية االصل اول اشي مكوناتها بتتضاعف بعدين بتنقسم نصين (الخلية االصل بح بح بتروح النو صارت خليتين) هسا ركز معي بكل‬ ‫‪ generation time‬عدد الخاليا بصير الضعف يعني مثال عندي خليتين اول ‪ generation time‬مر صارو اربع مر ‪generation‬‬ ‫‪ time‬الثاني االربعة بصيروا ثمنية مرة ‪ generation time‬ثالث الثمنية بصيروا ‪ 16‬وهكذا وصلت ؟ هون عاالكيد راح ييجي سؤال حيني‬  ‫حكيتتت راح ييجي سؤال اوكيييييز‬ ‫اذا ما فهمت ارجع للفيديو من دقيقة ‪ 25.08-21.50‬عشان تفهم االنقسام اكثر‬ ‫‪ ‬هسا ال ‪ phase‬الثالثة الي بصير يصير فيها الخاليا الي بتنموا يقابلها نفس عدد الخاليا الي بتموت عشان هيك صار الخط مستقيم يعني اذا نمت ‪10‬‬ ‫خاليا راح يموت ‪ 10‬خاليا ( ‪ ) net growth rate = 0‬يعني في نمو وبنفس الوقت في موت ركز فيها هاي ال ‪ growth rate‬مش صفر‬ ‫بس ال ‪ net growth rate‬صفر‬ ‫وصلت يسطا؟؟؟‬ ‫هات اعطيتكك ملخص للي بصير‬ ‫ال ‪ phase one‬ال ‪ growth rate‬يساوي صفر لسا ما في نمو‬ ‫ال ‪ phase two‬ال ‪ growth rate‬اعلى من ال ‪ death rate‬عشان هيك الخط طالع لفوق‬ ‫ال ‪ phase three‬ال ‪ growth rate‬صار يساوي ال ‪ death rate‬عسان هيك صار الخط مستقيم‬ ‫ال ‪ phase four‬صار ال ‪ death rate‬اعلى من ال ‪ growth rate‬عشان هيك الخط نزل لتحت‬ ‫‪ ‬ليش بتموت طيب ؟؟‬ ‫النو بتصير تعطيني ‪ toxic materials‬من ال ‪ metabolism‬وهاي ال ‪toxic‬‬ ‫بتتجمع وبتأثر على بعض الخاليا وبموتوا بضل يزيد ال ‪ waste‬وال ‪toxic‬‬ ‫لدرجة انو ال ‪ fourth phase‬تقريبا بتنتهي ركزلي هون يسطا بتنتهي اال اذا اضفنا ‪new‬‬ ‫‪ media‬اذا ضفت ‪ media‬نظيفة وجديدة فيها مواد مغذيو برجع الخط يرتفع او ممكن اخف‬ ‫تركيز ال ‪ waste‬او ال ‪ toxic‬وبترجع حليمة لعادتها القديمة من اول ‪ phase‬للرابعة‬ ‫بعد كل هاض بدك ميم انا عارف وهللا ما بفشلكك‬  Growth curves The first phase, A, is called the lag phase.  lag phase will be short if the culture medium is adequate (Nutrients & Optimal Temperature).  lag phase may be longer if the medium is minimal or has to warm up to the optimum growth temperature, and prolonged if toxic substances are present. phase B which is called log phase  In this phase, the inoculum adapts itself to the new environment and growth then proceeds, each cell dividing into two.  Cell division by binary fission may take place every 25-30 minutes  The increase in numbers is exponential or logarithmic, hence the name log phase. Phase C, the stationary phase,  The stationary phase is thought to occur as a result of the exhaustion of essential nutrients and possibly the accumulation of bacteriostatic concentrations of wastes.  Growth will recommence if fresh medium is added to provide a new supply of nutrients and to dilute out toxic accumulations. Phase D, the phase of decline ▶ In the phase of decline, bacteria are actually dying due to the combined pressures of food exhaustion and toxic waste accumulation. ‫‪Bacterial reproduction and growth‬‬ ‫‪ The rate of growth of a microbial population dependsupon:‬‬ ‫‪‬‬ ‫طبيعة المايكروبات (سريعة‪,‬بطيئة ) ‪Nature of microorganisms‬‬ ‫توفر المواد الغذائية والماء و و و و ‪ Availability of water and nutrients‬‬ ‫‪‬‬ ‫الحرارة ‪Temperature‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪pH‬‬ ‫احتياجوا لالكسجين ‪ Partial pressure of oxygen‬‬ ‫تركيز ال ‪ Solute concentrations. solute‬‬ ‫‪ ‬سؤال المايكروبات الي بتعمل االمراض لالنسان شو درجة حرارتها وال ‪ PH‬الها؟؟‬ ‫الزم تكون قريبة من درجة حرارة االنسان ‪ 37‬اكثر اول اقل هاي للحرارة‬ ‫بالنسبة لل ‪ PH‬حسب مكان ال ‪ infection‬مثال ‪ 7.3 blood‬او المعدة بدو يكون بتحمل ال ‪ Acid‬الخ‪...‬‬  cultivation methods ▶ Most bacteria and some yeasts divide by a process of binary fission whereby the cell enlarges or elongates, then forms a cross - wall (septum) that separates the cell into two more or less equal compartments each containing a copy of the genetic material. Septum formation is often followed by constriction such that the connection between the two cell compartments is progressively reduced until finally it is broken and the daughter cells separate.  ‫‪ ‬كيف بدي اكاثر المايكروبات الحصل على اعداد مناسبة للدراسات ‪ /‬صناعيا ‪ /‬تجاريا‬ ‫‪ ‬اسم ال ‪ process‬هي ‪ binary fission‬شو بصير فيها الخلية ؟‬ ‫‪ ‬الخلية بصيرلها ‪ enlargement or elongation‬يعني بتكبر او بتطول بعدين بتشكل بالنص اشي اسمو‬ ‫‪ septum‬طبعا مكونات الخلية بتتضاعف بتضلها تكبر لحتى يصل لمرحلة ال ‪ separation‬بس يصلو لل‬ ‫‪ size‬الخلية االم بنقسموا وبطلع عنا ‪ two cells‬اسمهم ‪ daughter cells‬بكونوا طبق االصل عن‬ ‫الخلية االم‬ ‫‪ ‬ما تنسى انو الخلية االم انقسمت يعني راحت بح بح مش تعدها بطلعلك من الشاشة‬ ‫ماشييييييييييييييييييييييييييييييييييييييييييي ☺‬  cultivation methods ▶ In bacteria this pattern of division may take place every 25 –30 minutes under optimal conditions of laboratory cultivation, although growth at infection sites in the body is normally much slower owing to the effects of the immune system and scarcity of essential nutrients, particularly iron. ▶ Growth continues until one or more nutrients is exhausted,or toxic metabolites (often organic acids) accumulate and inhibit enzyme systems. / ‫ دقيقة بعتمد على نوع المايكروب في منهم بحتاجوا ايام‬30-25 ‫ مدتوا‬generation time ‫ حكينا ال‬ ‫ اشهر يعني بتتخرج واالخ لسا بفكر ينقسم‬/ ‫اسابيع‬ ‫ وفي منهم بوقت قصير هاض بتحسوا بدو يخلص ويفتك من الموضوع ورا خياة بدو يشوفها‬ ‫ دقيقة ولكن داخل الجسم االشي بختلف بكون ابطئ ليش طيب؟؟‬30-25 optimal ‫ ال‬ ‫ او ما يالقي الحرارة المناسبة او واحد معو جفاف‬nutrient ‫النو يمكن المايكروب يكون بيئة فش فيها‬ ‫ ممتااز‬immune system ‫مش عاطفي ينغش جفاف مي او ال‬  Microbial cultivation ▶ The vast majority of microorganisms of interest in pharmacy and medicine can be cultivated in the laboratory and most of them require relatively simple techniques and facilities. ▶ Some organisms are parasites and so can only be grown inside the cells of a host species —Which often necessitatesmammalian cell culture facilities ▶ At concentrations below about 10 7 cells per ml -1 culture media are clear, but the liquid becomes progressively morecloudy (turbid) as the concentration increases above this value; turbidity is, therefore, an indirect means of monitoring culture growth  ‫‪Microbial cultivation‬‬ ‫‪ ‬شرح للساليد الي فوق ال ‪ cultivation‬ممكن يكون عن طريق ال ‪ solid‬او ‪liquid‬‬ ‫‪ ‬حكينا ال ‪ sloid‬بكون ب ‪ petri dish‬طيب كيف بعرف انو في نمو ؟؟ بشوفوا ال ‪ growth‬بعيوني شوف الصورة‬ ‫هاي النقاط بسموها ‪ colonies‬بتكون عبارة عن ماليين الخاليا مع بعض (النقطة ماليين الخاليا) هاض بالنسبة لل‬ ‫‪sloid‬‬ ‫‪ ‬اما بال ‪ test tube‬بكون ‪ turbid‬يعني معكر شوف الصورة االول ‪clear‬‬ ‫يعني شفاف الثاني معكر‬ ‫‪ ‬هسا بال‪ test tube‬اذا كان ‪ clear‬ال يعني انو ما في ‪ growth‬ممكن يعون‬ ‫موجود بس‬ ‫بكون ال ‪ concentration below 10 7‬لكل ‪ ml‬اذا كان اقل من ‪10 7‬‬ ‫بكون ‪ clear‬اذا اكبر من ‪ 10 7‬بكون ‪ turbid‬هاض الحكي للبكتيريا‬ ‫‪ ‬اذا كان فايروس او ‪ parasite‬ما بنمو بطريقة ال ‪ test tube‬بعملولها اشي اسمو ‪ cell culture‬شو مبدأها انا بدي اعتمد على ‪ cells‬معينة بدي‬ ‫اخذها وانمي فيها المايكروبات بجيب خاليا وبحط فيها المايكروبات طيب ليش من االساس ما بنموا؟؟‬ ‫النو ما عندهم ‪ enzymes + essential metabolis‬الي بساعدهم على النمو عشان هيك بركنوا على ال ‪host‬‬  ‫ ممكن ييجي انو تعدهم‬CFU ‫ اختصارها‬colonic forming units ‫شايف النقط هاي اسمها‬  ▶ When growing on solid media in Petri dishes (often referredto as ‘ plates ’ ) individual bacterial cells can give rise to colonies following overnight incubation under optimal conditions. ▶ A colony is simply a collection of cells arising by multiplication of a single original cell or a small cluster ofthem (called a colony - forming unit or CFU). The term ‘ colony ’ does not, strictly speaking, imply any particularnumber of cells, but it is usually taken to mean a number sufficiently large to be visible by eye. ▶ Thus, macroscopic bacterial colonies usually comprise hundreds of thousands, millions or tens of millions of cells inan area on a Petri dish that is typically 1 – 10 mm in diameter ▶ Yeast colonies often look similar to those of bacteria, although they may be larger and morefrequently coloured. ▶ The appearance of moulds growing on solid microbiological media is similar to their appearance when growing on common foods. ▶ The mould colony consists of a mycelium that maybe loosely or densely entangled depending on the species, often with the central area (the oldest, most mature region Of the colony) showing pigmentation associated with spore production. The periphery of the colony is that part which is actively growing and it is usually non - pigmented. ‫‪ ‬هسا ال ‪ yeast‬الخمائر ال ‪ colones‬تبعيتها بتكون مختلفة عن البكتيريا شو الصورة هاي للبكتيريا شكلها منتظم تقريبا‬ ‫دائري‬ ‫و ‪ smooth‬ولونها من درجات االبيض‬ ‫‪ ‬اما ال ‪ yeast‬حجمها اكبر وبتكونش ‪smooth‬‬ ‫‪ ‬طيب شو بالنسبة لل ‪yeast vs molds‬‬ ‫ال ‪ yeast‬بتكون الوانها من درجات االبيض فاتح يعني اما ال ‪ mold‬بكون ‪ black,gray,green,blue‬يعني‬ ‫غامق‬ ‫ال ‪mold‬عندها ‪ spore‬ابواغ بتنتشر بالهوا وبتشكل ‪ colony‬ثانية وعندها ‪ oder‬ريحة العفن ال ‪ yeast‬ريحتوا‬ ‫حلوة‬ ‫ال ‪ mold‬بتكون ‪ fluffy + powdery‬زي الوبر بسبب ال ‪spore‬‬ ‫ال ‪ yeast‬ناعمة وشكلها ‪ dom shape‬زي القبة‬ ‫ال ‪ mold‬مكونة من ‪branching hyphae‬‬ Availability of oxygen and microbial growth  ‫‪ Obligate Aerobes ‬بحتاجوا االكسجين بشدة للنمو وما بنموا بدونوا عشان هيك على السطح موجودين‬ ‫‪ Facultative Anaerobes ‬بنموا بوجود االكسجين وبدونوا بس يكون موجود االكسجين اعلى عشان هيك اكثر عالسطح‬ ‫‪ Obligate Anaerobes ‬بتنموا بدون اكسجين عشان هيك بكونوا بالقاع (اذا في اكسجين ما بنموا)‬ ‫‪ Aerotolerant Anaerobes ‬هي بتنموا بالكل االكسجين ما الو تأثير لكن النمو بستمر بوجودوا (بفضلوا عدم وجود االكسيجن )‬ ‫‪ Micro-Aerophiles ‬بحبوا ينموا بالتراكيز القليلة من االكسجين (وسط ال كثير وال قليل )‬  Pharmaceutical importance of the major categories of microorganisms ▶ The importance of viruses derives exclusively from their pathogenic potential, and because of their lack of intrinsic metabolism they are not susceptible to antibiotics. ‫ الهم (عندهم قدرة كبيرة يكونوا‬pathogenic potential ‫ للفايروسات هي فعليا جاي من ال‬importance ‫ ال‬ antibiotics ‫ يعني ما بستجيبوا لل‬intrinsic metabolism ‫ ما عندهم‬+ ) pathogenic ▶ Partly for these reasons, viral infections are among the most dangerous and difficult to cure, and of all the categories of microorganism, only viruses appear in (the most serious( Hazard Category 4 as classified by the Advisory Committee on Dangerous Pathogens. ‫ النو حكينا‬difficult to cure ‫ واحيانا بتكون‬dangerous infections ‫ يصنفوا‬viral infection ‫ ال‬ ) ‫ الموجودين‬antiviral ‫ اكثر من عدد ال‬antibiotic ‫ (بكون عد ال‬antibiotic ‫ما بستجيبوا لل‬ ‫ صنفتهم عن طريق‬committee ‫ هو فعليا يتم تصنيفهم عن طريق ال‬classification of viruses ‫ ال‬ most dangerous one ‫ يعتبرو‬hazard category 4 ‫ الى‬dangerous pathogen ‫ال‬ ▶ Because they are not free living, viruses are incapable of growing on manufactured medicines or raw materials, so they do not cause product spoilage, and they have no synthetic capabilities that can be exploited inmedicines manufacture. manufactured ‫ عشان هيك همة غير قادرين انهم ينموا على ال‬not free living ‫ همة يعتبروا‬ product spoilage ‫ ما بسببوا‬+ medicines or raw materials ▶ Viruses are relatively easy to destroy by heat, radiation or toxic chemicals, so they do not represent a problem from this perspective. ‫ وما بعملوا مشكلة‬toxic chemical ‫ او‬radiation ‫ او‬heat ‫ الفايرويات سهل انك تدمؤهم عن طريق ال‬ sterilization ‫بموضوع ال‬ ▶ Prions they are able to cause incurable, fatal disease, and their extreme resistance to lethal agents. resistance to lethal ‫ وحتى ممكن تكون‬incurable fatal disease ‫ بعملولنا‬prions ‫ ال‬ ‫ الي ممكن نستخدموا‬antimicrobial ‫ يعني بتكون مقاومة لل‬agents Pharmaceutical importance of the major categories of microorganisms ▶ Many of the medically and pharmaceutically important bacteria are pathogens, and some of these pathogens are of long standing notoriety as a result of their ability to resist the activity of antibiotics and biocides (disinfectants, antiseptics and preservatives). ‫ مسببة لالمراض او‬pathogenic ‫ وحكينا قبل ممكن تكون‬pharmaceutical ‫ هسا البكتيريا مهمة من ناحية ال‬ ‫ او ممكن نستفيد منهم‬..... ‫ حيوان‬, ‫ غير مسببة لالمراض يعني ممكن يعملوا امراض لالنسان‬nonpathogenic antibiotics and biocides ‫ وحدة من مشاكلهم الي هو موضوع مقاومة ال‬+ ‫بتصنيع االدوية‬ ▶ In addition to these long established resistant organisms, other bacteria have given more recent cause for concern including methicillin - resistant Staphylococcus aureus (MRSA), vancomycin - resistant enterococci (VSE) and multiply resistant Mycobacterium tuberculosis high ‫ همة قروب من المايكروبات بكونوا‬microbial resistance ‫ اشي ثاني متعلق بموضوع البكتيريا هو ال‬ + methicillin - resistant Staphylococcus aureus(MRSA) ‫ الي همة‬resistance microbes multiply resistant Mycobacterium + vancomycin - resistant enterococci (VSE) tuberculosis ‫ هي نوع من انواع البكتيريا هاي البكتيريا بتكون مقاومة لل‬staphylococcus (MRSA) ‫ هسا بالنسبة لل‬ ‫ بتقاوم‬vancomycin enterococci ‫ هسا ال‬antibiotics ‫ او انواع ثانية من ال‬methicillin  vancomycin ‫ال‬ ‫ الي هي مشؤولة عن مرض السل وهي بتقاوم مجموعة من‬mycobacterium tuberculosis ‫وفي عنا‬ ‫االمراض عشان هيك‬ multiply resistance ‫اسمها‬ ▶ While penicillin and cephalosporin antibiotics are produced by fungal species, the majority of the other categories of clinically important antibiotics are produced by species of bacteria, notably streptomycetes. ‫ ولكن هناك العديد من‬fungi ‫ تم استخراجهم من ال‬antibiotics ‫ صح همة‬cephalosporin ‫ هسا بالنسبة لل‬ streptomycetes ‫ يتم استخالصهم من البكتيريا خصوصا من ال‬antibiotic ‫ال‬ ▶ In addition, a variety of bacteria are exploited commercially in the manufacture of other medicines including steroids, enzymes and carbohydrates. ‫ الي استخلصوا من البكتيريا صاروا يستخدموا تجاريا ويبيعوا بكميات لعالج االمراض‬antibiotic ‫ هسا ال‬ ▶ The ability of bacteria to grow on diverse substrates ensures that their potential as agents of spoilage in manufactured medicines and raw materials is well recognized, and the ability of many species to survive drying means that they survive well in dust and so become important as contaminants of manufactured medicines. raw material ‫ وتخرب ال‬product spoilage ‫ هسا البكتيريا عكس الفايروسات عندها القدرة انها تنموا وتعمل‬ of medicines  Pharmaceutical importance of the major categories of microorganisms ▶ Like bacteria, fungi are able to form spores that survive drying, so they too arise commonly as contaminants of manufactured medicines. However, the degree of resistance presented by the spores is usually less than that exhibited by bacteria, and fungi do not represent a sterilization problem. ▶ Fungi do not generally create a significant infection hazard ‫ ما بتعتبر مشكلة كبيرة‬+ sterilization ‫ وموضوع ال‬drying ‫ لموضوع ال‬surviving ‫ عشان هيك بتقدر تعمل‬spores ‫ بتقدر تعمل‬fungi ‫ ال‬ ‫لكن مشكلتها‬ ‫ عندها‬spores ‫ ممكن تنتشر بسهولة بسبب وجود ال‬+ ‫انها بتقدر تعيش لفترة طويلة‬ contaminants of manufactured medicines and raw materials ‫وتعتبر من ال‬. ‫ لكن ال تعتبر خطيرة زي البكتيريا‬infection ‫ بتسبب‬fungi ‫ ال‬  Pharmaceutical importance of the major categories of microorganisms ▶ Protozoa are of significance largely owing to the pathogenic potential of a few species. Because protozoa do not possess cell walls they do not survive drying well (unless in the formof cysts), so they are not a problem in the manufacturing environment and even the encysted forms do not display resistance to sterilizing processes to match that of bacterialspores. pathogenic ‫ هاض اهميتوا بتيجي في انها‬significance ‫ عندها‬protozoa ‫ ال‬ ‫ عشان هيك ما عندها القدرة‬cell wall ‫ ما عندها‬+ ‫ تبعتها‬species ‫ لبعض ال‬potential product ‫ ما بعملوا مشكلة بموضوع ال‬+ drying ‫ لموضوع ال‬surviving ‫تعمل‬ sterilization‫ موضوع ال‬+ spoilage ▶ It should be noted that protozoal infections are not currently a major problem to human health in temperate climates, although they are more troublesome in veterinarymedicine and in the tropics. ▶ There are concerns that the geographical ranges of protozoal infections such as malaria may extend substantially if currentfears about global warming translate into reality. ‫ حاليا ال يعتبروا مشكلة كبيرة لالنسان ولكن في بعض االماكن ممكن يسبب‬protozoa infection ‫ ال‬ ‫مشاكل‬ global ‫ موجودة بال‬malaria ‫ ممكن تعمل‬tropical areas ‫للحيوانات او االنسان مثل‬ warming environment  contaminant ‫ لكن هو ممكن يكون‬product spoilage of raw material ‫ ما بعمل‬viruses ‫ ال‬ pathogenic ‫ بكون اغلبهم‬pathogenisity ‫ من ناحية ال‬ resistance ‫ همة ال‬molds + yeast + bacteria ‫ منشوف ال‬resistance to antibiotic ‫ موضوع ال‬ gram positive + prions ‫ منالحظ ال‬resistance to sterilization ‫ من ناحية ال‬ ‫ وال‬gram negative and positive ‫ خاصة ال‬bacteria ‫ ممكن نستخدم ال‬therapeutic agent ‫ بالنسبة لالستخدام في تصنيع ال‬ yeast and molds + streptomycetes  opportunistic pathogens ▶ Microbes that capable of initiating an infection in persons with impaired immune function; the term ‘ opportunist pathogens ’ is used to describe microorganisms (of all types) possessing thischaracteristic. In this context it is worth noting that the immunocomopromised represent an increasingly large group of patients, and this is not just because of HIV/AIDS. impaired immune function ‫ للي عندو‬disease ‫ هسا المايكروبات الي بقدروا يعملولنا‬ ‫ هذول بستغلوا نقص المناعة عند الشخص وبسربوا‬opportunist pathogens ‫هذول بسميهم‬ ‫ ممكن يكونوا قروب لهاي المجموعة مش بس‬immunocompromised patient + ‫االمراض‬ )‫ (ايدز‬HIV ‫الناس الي عندهم‬ ▶ Several other conditions or drug treatments impair immune function, e.g. congenital immunodeficiency, cancer (particularly leukaemia), radiotherapy and chemotherapy, theuse of systemic corticosteroids and immunosuppressive drugs (often following tissue or organ transplants), severe burns and malnutrition.  ‫‪ ‬شو االسباب الي بتسبب نقص نقص بمناعة الشخص او بتأثر بمناعتوا في عنا ‪congenital‬‬ ‫‪chemotherapy + radiotherapy + cancer + immunodeficiency,‬‬ ‫او اذا منستخدم ‪ systemic corticosteroids‬او منستخدم‬ ‫‪ immunosuppressive drugs‬او الناس الي عندهم ‪ burns‬او‬ ‫‪ malnutrition‬زي ال ‪ pregnant woman‬او الناس الكبيرة بالعمر او الي‬ ‫عندهم ‪ chronic disease‬او االطفال يزم خالاص احكيلي الكوكب كلو ☻‬ ‫‪ ‬ال ‪ true pathogen‬هما ال ‪ pathogen‬الي بعملولي امراض ب ‪ healthy individuals‬يعني شخص صحتوا منيحة ما عندو مشكلة بمناعتوا‬ ‫بصير عندو مرض‬ ‫‪ ‬ال ‪ opportunistic pathogen‬حكيناها فوق‬ Biofilms vs planktonic cells ▶ Biofilms are microcolonies of one or more species of bacteria orfungi typically growing adherent to a biotic or abiotic surface. Biofilms form to allow bacteria to maintain themselves in a nicheof their choosing rather than being washed away by the shear force of running water in the natural environment or the movement of body fluids and mucins in the body. ‫ عادة‬one or more species of bacteria of fungi ‫ بتتكون من‬microcolonies ‫ عبارة عن‬biofilms ‫ ال‬ ‫ او‬living surface ‫ ممكن يكون‬surface ‫ عليه وهاض ال‬adherent ‫ وبصيرلهم‬surface ‫بتنموا على ال‬ ‫ الي موجود داخل الجسم‬mucosal membrane ‫ او‬human skin ‫ يعني ممكن يكون على ال‬nonliving surface.......‫ الخ‬instrument ‫ او ال‬tools ‫او على ال‬ ‫ في مناطق معينة بالجسم وبثبتوا على هاي‬maintain themselves ‫ عادة بسمحوا للبكتريا تعمل‬biofilms ‫ هسا ال‬ ‫ يعني بضلوا ثابتات‬swallowing ‫ او‬immune system ‫ من خالل ال‬washing ‫االماكن وما بصيرلهم‬ Biofilms vs planktonic cells ▶ Biofilms provide a more energy - efficient means of growth, capturing nutrients as they flow past and easily expelling waste. ▶ They also provide a more secure environment for sustainability, making it difficult for phagocytes, found both in nature and as partof the immune system, to eradicate the biofilm. energy ‫ وبتقلل من استخدام ال‬shield ‫ وبتسمح للمايكروبات انها تنموا داخل هاص ال‬nutrient ‫ هي بتحافظ على ال‬ secure ‫ عادة بتعيش ب‬+ ‫لذلك ه بتوفر بيئة بتحافظ على حالها الطول فترة ممكنة‬nutrient ‫واستهالك ال‬ environment  Biofilms vs planktonic cells ▶ Also, as a biofilm, bacteria and fungi are less susceptible to antimicrobials, allowing them to be more tolerant than theirplanktonic brethren to antibiotics found in nature and thoseused clinically. ‫مضادات امليكروبات الحساسة‬ ‫ يعني بقاوموا المضادات الحيوية بشكل واضح‬susceptible antimicrobial ‫ بكونوا‬biofilms ‫ ال‬ ‫ اكثر لل‬resistance ‫ بكونوا‬biofilms ‫ (ال‬planktonic cells ‫ الي همة‬non biofilms ‫مقارنة بال‬ antibiotic ‫ بتستجيبوا اكثر لل‬planktonic cells ‫ اما ال‬antibiotic ‫ هي خاليا مايكروبية او فنقاي تتحرك بالجسم بس مش‬free cells ‫ عبارة عن‬planktonic cells ‫ ال‬ ‫ لسطح معين‬adherent ▶ Biofilm that may be formed from many species, as in a consortium formed on the face of a rock in a stream orthose found in the mouth, as part of our dental plaque. face , mouth , dental plaque ‫ ممكن تكون موجودة بأكثر من مكان‬biofilms ‫ ال‬  Biofilms vs planktonic cells ▶ Chemical signals regulate the interactions between membersof the biofilm just as hormones regulate the cells of our body. chemical signal ‫ بتعتمد على ال‬skills ‫ هاي ال‬communication skills ‫ عندهم‬biofilms ‫ ال‬ ‫ وبقدروا ينظموا كريقة تأثيرهم على االنسان‬shield ‫) بتتفاعل مع بعضها البعض داخل ال‬corum sensing ( ‫وكريقة تكاثرهم‬ ▶ Nosocomial infections within healthcare facilities often resultfrom pathogens surviving in the environment as biofilms. ▶ despite the evolution of medical devices and the biomaterials fromwhich they are manufactured, their use in vivo is significantly compromised by their seemingly ubiquitous propensity to succumbto microbial colonization and biofilm formation, otherwise known as medical device - associated infection. ▶ Immediately after implantation, the device surface becomes modified by the adsorption of host –derived proteins, extracellularmatrix proteins, coagulation products,etc. depending on the site. ▶ This conditioning film renders the surface of the device favourablefor microbial adhesion and is often followed by rapid primary attachment of microorganisms to the material surface and biofilm formation. ‫ وكانت على شكل‬heath siting ‫ داخل‬infection ‫ اذا تسبب ب‬biofilms ‫ هسا ال‬heath siting ‫ بتكون بال‬nosocomial ‫حكينا ال‬ ‫ الها اصعب‬tretment ‫ بكون ال‬biofilms ‫ بتم تشكليها على االجهزة المستخدمة للعالج‬medical device associated infection‫ بسموها‬medical devices ‫ممكن تكون على‬  ‫‪ ‬بصورة االنسان الواقف هاي االماكن الي ممكن تتكون فيها ال ‪ biofilms‬في ‪catheter , gum , implant‬‬ ‫‪ ‬الصورة الثانية في زي ال ‪ + shield‬في اكثر من نوع مايكروبات بنظموا العالقة بينهم عن طريق ال ‪corum sensing‬‬  ‫كيف بتبلش بكون في عندي ‪ cell‬الي هي ‪ planktonic cell‬بتعمل ‪ adsorption‬وبصير يصعب ازالتها بال ‪ immune system‬او او او‬ ‫‪‬‬ ‫يعني بصير ‪ irreversible attachment‬وببلش يعملوا حولينهم ال ‪ shield‬وبصير في ‪ signaling‬عشان ينظكوا حالهم بعدين بزيد الحجم بصير‬ ‫‪ Maturation of microcolony‬وبصير في ‪ multispecies‬وبرد يعمل ‪ dispervsion‬وبتنعاد الحلقة ‪.......‬‬