Φυτοχημική δύναμη κατά της AHPND: Νέα ελπίδα για την εκτροφή γαρίδας

Φυτοχημική δύναμη κατά της AHPND: Νέα ελπίδα για την εκτροφή γαρίδας

Η παραγωγή γαρίδας στη Νοτιοανατολική Ασία απειλείται επί του παρόντος από μια νέα ασθένεια: την οξεία ηπατο-παγκρεατική νέκρωση (AHPND). Αυτή η βακτηριακή ασθένεια προσβάλλει ιδιαίτερα τη λευκή γαρίδα του Ειρηνικού, Litopenaeus vannamei, ένα πολύ σημαντικό από οικονομική άποψη είδος. Ένα επικίνδυνο παθογόνο, το Vibrio parahaemolyticus, έχει αναγνωριστεί ως το κεντρικό παθογόνο. Αυτό το παθογόνο μπορεί να φέρει ένα γονίδιο που κωδικοποιεί τοξικές πρωτεΐνες που καταστρέφουν τα κύτταρα προκαλώντας το θάνατό τους.

Η τρέχουσα έρευνα έχει διερευνήσει τρόπους για να καταστήσουν αυτές τις τοξικές πρωτεΐνες αβλαβείς. Τέσσερις φυτικές ουσίες ανακαλύφθηκε ότι είναι πολλά υποσχόμενες: μυρικετίνη, ( +)-ταξιφολίνη, (-)-επιγαλλοκατεχίνη-3-γαλλική (EGCG) και στρυχνίνη. Ειδικότερα, η ( +)-ταξιφολίνη και το EGCG έδειξαν καλή αποτελεσματικότητα σε εργαστηριακές δοκιμές μειώνοντας τη σταθερότητα των πρωτεϊνικών δομών του παθογόνου και περιορίζοντας έτσι τις καταστροφικές τους επιδράσεις.

Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης την αντιβακτηριακή αποτελεσματικότητα αυτών των ουσιών έναντι του παθογόνου παράγοντα. Το EGCG αποδείχθηκε ιδιαίτερα αποτελεσματικό σε συγκέντρωση 1 mg/ml και ήταν σε θέση να εξαλείψει σχεδόν όλα τα παθογόνα μέσα σε 24 ώρες.

Πιθανές μελλοντικές εφαρμογές θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη χρήση αυτών των ουσιών ως πρόσθετων στις τροφές γαρίδας για την πρόληψη ή τον έλεγχο των εστιών AHPND. Αυτό θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τις απώλειες στην παραγωγή γαρίδας και να θέσει νέα πρότυπα στη διαχείριση ασθενειών στην υδατοκαλλιέργεια.

Βασικοί όροι και έννοιες

• 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.

Συντομογραφίες

• 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

Αποτελεσματικές φυτοενώσεις κατά του Vibrio parahaemolyticus στην εκτροφή γαρίδας

Στην εκτροφή γαρίδας της Νοτιοανατολικής Ασίας, η νόσος «Νόσος οξείας ηπατοπαγκρεατικής νέκρωσης» (AHPND) αποτελεί σημαντική απειλή. Η κύρια αιτία είναι το βακτήριοVibrio parahaemolyticus, είναι ιδιαίτερα καταστροφικό για τις ιδιαίτερα περιζήτητες λευκές γαρίδες του Ειρηνικού (Litopenaeus vannamei). Αυτή η έρευνα προσδιορίζει τους μηχανισμούς και τους πιθανούς βιοχημικούς αναστολείς κατά της παθογένειας τουV. parahaemolyticus.

Παθογενετικός μηχανισμός

Η οδός παθογένειας τουV. parahaemolyticusβασίζεται σε ένα πλασμίδιο λοιμογόνου δράσης που κωδικοποιεί δυαδικές πρωτεϊνικές τοξίνες (PirA/B). Αυτές οι τοξίνες είναι υπεύθυνες για την καταστροφή των κυττάρων και μπορούν να συζεύξουν άλλα μέσω ενός συστήματος θανάτωσης μετά τον διαχωρισμόVibrioμεταδίδονται είδη.

Στο Silico Analysis and Molecular Dynamics Studies

Για τον εντοπισμό αποτελεσματικών αναστολέων, τέσσερις φυτοενώσεις -μυρικετίνη (Myr), (+)-ταξιφολίνη (TF), (-)-γαλλική επιγαλλοκατεχίνη (EGCG) και στρυχνίνη (STN)- επιλέχθηκαν χρησιμοποιώντας αναλύσεις σε silico με βάση τις βαθμολογίες σύνδεσης και τη συγγένεια. Η ανάλυση χρησιμοποιώντας το λογισμικό Discovery Studio εντόπισε κρίσιμες αλληλεπιδράσεις αμινοξέων που είναι απαραίτητες για τη σύνδεση. Οι μοριακές δυναμικές προσομοιώσεις έδειξαν ότι η γαλλική (+)-ταξιφολίνη και (-)-επιγαλλοκατεχίνη συγκεκριμένα σκοράρουν με χαμηλότερες τιμές μέσης τετραγωνικής απόκλισης (RMSD) και βελτιωμένη σταθερότητα έναντι των πρωτεϊνικών τοξινών.

Αντιβακτηριδιακή αποτελεσματικότητα

Η αντιβακτηριακή αποτελεσματικότητα των επιλεγμένων φυτοενώσεων προσδιορίστηκε με τον προσδιορισμό της ελάχιστης ανασταλτικής συγκέντρωσης (MIC) και της ελάχιστης βακτηριοκτόνου συγκέντρωσης (MBC) έναντι παθογόνων στελεχώνV. parahaemolyticusδοκιμασμένο. Τα καλύτερα αποτελέσματα MBC καταγράφηκαν σε 1 mg/mL για το EGCG και 1,25 mg/mL για το TF. Μετά από 24 ώρες επώασης, παρατηρήθηκε πλήρης μείωση στον αριθμό των βιώσιμων κυττάρων σε αυτές τις συγκεντρώσεις.

Σύναψη

Αυτή η μελέτη παρέχει πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη χρήση φυτοενώσεων ως δυνητικά αποτελεσματικών αναστολέων κατάVibrio parahaemolyticus, ιδίως όσον αφορά την εφαρμογή τους στην υδατοκαλλιέργεια για την καταπολέμηση της AHPND. Περαιτέρω έρευνες θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών στρατηγικών που βασίζονται σε φυτικές ενώσεις.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την έρευνα, δείτε την αρχική μελέτη στη διεύθυνση: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36988845.