Fytokemisk kraft mod AHPND: Nyt håb for rejeopdræt

Fytokemisk kraft mod AHPND: Nyt håb for rejeopdræt

Rejeproduktionen i Sydøstasien er i øjeblikket truet af en ny sygdom: akut hepato-pancreatisk nekrosesygdom (AHPND). Denne bakteriesygdom rammer især den hvide stillehavsreje, Litopenaeus vannamei, en økonomisk meget vigtig art. Et farligt patogen, Vibrio parahaemolyticus, er blevet identificeret som det centrale patogen. Dette patogen kan bære et gen, der koder for giftige proteiner, der ødelægger celler ved at udløse deres død.

Nuværende forskning har undersøgt måder at gøre disse giftige proteiner harmløse. Fire plantestoffer blev opdaget som lovende: myricetin, ( +)-taxifolin, (-)-epigallocatechin-3-gallat (EGCG) og stryknin. Især ( +)-taxifolin og EGCG viste god effektivitet i laboratorietests ved at forringe stabiliteten af ​​patogenets proteinstrukturer og dermed begrænse deres destruktive virkninger.

Forskerne testede også disse stoffers antibakterielle effektivitet mod patogenet. EGCG viste sig at være særlig effektiv ved en koncentration på 1 mg/ml og var i stand til at eliminere næsten alle patogener inden for 24 timer.

Mulige fremtidige anvendelser kunne omfatte anvendelse af disse stoffer som tilsætningsstoffer til rejefoder for at forhindre eller kontrollere udbrud af AHPND. Dette kan reducere tabene i rejeproduktionen betydeligt og sætte nye standarder for sygdomshåndtering i akvakultur.

Grundlæggende udtryk og begreber

• Aquakultur: Die Zucht und Haltung von Wassertieren oder Pflanzen in kontrollierten Umgebungen für kommerzielle Zwecke.
• Pathogen: Ein Mikroorganismus, der Krankheiten verursacht.
• Virulenzplasmid: Ein DNA-Fragment in Bakterien, das Gene trägt, die die Krankheit verursachen können.
• Phytocompounds: Chemische Verbindungen, die in Pflanzen vorkommen, oft mit gesundheitlichen Vorteilen.
• In silico: Computergestützte Analyse oder Simulationen von biologischen Prozessen.
• Docking Score: Ein Maß für die Bindungsstärke und -affinität eines Moleküls an ein Zielprotein in der Biochemie.
• Molekulardynamik: Eine Technik, die die physikalischen Bewegungen von Atomen und Molekülen simuliert.
• RMSD (Root Mean Square Deviation): Ein statistisches Maß für die Unterschiede zwischen beobachteten und berechneten Positionen von Molekülen.
• MIC (Minimale Hemmkonzentration): Die niedrigste Konzentration eines antimikrobiellen Mittels, die das Wachstum eines Mikroorganismus verhindert.
• MBC (Minimale bakterizide Konzentration): Die niedrigste Konzentration eines Mittels, das 99,9 % der Bakterienpopulation abtötet.

Forkortelser

• AHPND: Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease
• Myr: Myricetin
• TF: ( +)-Taxifolin
• EGCG: (-)-Epigallocatechin-3-gallate
• STN: Strychnin
• RMSD: Root Mean Square Deviation
• MIC: Minimale Hemmkonzentration
• MBC: Minimale bakterizide Konzentration

Effektive phytoforbindelser mod Vibrio parahaemolyticus i rejeopdræt

I sydøstasiatisk rejeopdræt udgør sygdommen "Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease" (AHPND) en betydelig trussel. Hovedårsagen er bakterienVibrio parahaemolyticus, er særligt ødelæggende for de meget eftertragtede stillehavshvide rejer (Litopenaeus vannamei). Denne forskning identificerer mekanismer og potentielle biokemiske inhibitorer mod patogeniciteten afV. parahaemolyticus.

Patogenetisk mekanisme

Patogenicitetsvejen forV. parahaemolyticuser baseret på et virulensplasmid, der koder for binære proteintoksiner (PirA/B). Disse toksiner er ansvarlige for ødelæggelsen af ​​celler og kan konjugere andre via et post-segregationelt drabssystemVibrioarter overføres.

I Silico Analysis and Molecular Dynamics Studies

Til identifikation af effektive inhibitorer blev fire phytoforbindelser - myricetin (Myr), (+)-taxifolin (TF), (-)-epigallocatechin gallat (EGCG) og stryknin (STN) - udvalgt ved hjælp af silicoanalyser baseret på docking-score og affinitet. Analyse ved hjælp af Discovery Studio-software identificerede kritiske aminosyreinteraktioner, der var nødvendige for binding. Molekylær dynamiske simuleringer viste, at (+)-taxifolin og (-)-epigallocatechin gallat i særdeleshed scorer med lavere root mean square deviation (RMSD) værdier og forbedret stabilitet mod proteintoksinerne.

Antibakteriel effektivitet

Den antibakterielle effektivitet af de udvalgte phytoforbindelser blev bestemt ved at bestemme den minimale inhiberende koncentration (MIC) og den minimale bakteriedræbende koncentration (MBC) mod patogene stammer afV. parahaemolyticustestet. De bedste MBC-resultater blev registreret ved 1 mg/ml for EGCG og 1,25 mg/ml for TF. Efter 24 timers inkubation blev en fuldstændig reduktion i antallet af levedygtige celler observeret ved disse koncentrationer.

Konklusion

Denne undersøgelse giver værdifuld indsigt i brugen af ​​fytoforbindelser som potentielt effektive inhibitorer modVibrio parahaemolyticus, især med hensyn til deres anvendelse i akvakultur til bekæmpelse af AHPND. Yderligere undersøgelser kan føre til udvikling af nye fytoforbindelse-baserede behandlingsstrategier.

For mere information om forskningen, se den originale undersøgelse på: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36988845.