Siła fitochemiczna przeciwko AHPND: Nowa nadzieja dla hodowli krewetek

Siła fitochemiczna przeciwko AHPND: Nowa nadzieja dla hodowli krewetek

Produkcja krewetek w Azji Południowo-Wschodniej jest obecnie zagrożona przez nową chorobę: ostrą martwicę wątroby i trzustki (AHPND). Ta choroba bakteryjna szczególnie dotyka krewetkę białą z Pacyfiku, Litopenaeus vannamei, gatunek bardzo ważny gospodarczo. Jako patogen główny zidentyfikowano niebezpieczny patogen Vibrio parahaemolyticus. Patogen ten może przenosić gen kodujący toksyczne białka, które niszczą komórki, powodując ich śmierć.

W bieżącym badaniu badano sposoby unieszkodliwiania tych toksycznych białek. Odkryto, że obiecujące są cztery substancje roślinne: mirycetyna, ( +)-taksyfolina, (-)-3-galusan epigallokatechiny (EGCG) i strychnina. W szczególności ( +)-taksyfolina i EGCG wykazały w badaniach laboratoryjnych dobrą skuteczność, pogarszając stabilność struktur białkowych patogenu i ograniczając w ten sposób ich destrukcyjne działanie.

Naukowcy przetestowali także skuteczność przeciwbakteryjną tych substancji w stosunku do patogenu. EGCG okazał się szczególnie skuteczny w stężeniu 1 mg/ml i był w stanie wyeliminować prawie wszystkie patogeny w ciągu 24 godzin.

Możliwe przyszłe zastosowania mogą obejmować stosowanie tych substancji jako dodatków do paszy dla krewetek w celu zapobiegania lub kontrolowania ognisk AHPND. Mogłoby to znacznie zmniejszyć straty w produkcji krewetek i ustanowić nowe standardy w zarządzaniu chorobami w akwakulturze.

Podstawowe terminy i pojęcia

• 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.

Skróty

• 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

Skuteczne fitozwiązki przeciwko Vibrio parahaemolyticus w hodowli krewetek

W hodowli krewetek w Azji Południowo-Wschodniej poważne zagrożenie stanowi choroba „ostra martwica wątroby i trzustki” (AHPND). Główną przyczyną jest bakteriaVibrio parahaemolyticus, jest szczególnie niszczycielski dla bardzo poszukiwanej krewetki białej z Pacyfiku (Litopenaeus vannamei). Badania te identyfikują mechanizmy i potencjalne biochemiczne inhibitory patogenicznościV. parahaemolyticus.

Mechanizm patogenetyczny

Droga patogenicznościV. parahaemolyticusopiera się na plazmidzie zjadliwości, który koduje binarne toksyny białkowe (PirA/B). Toksyny te są odpowiedzialne za niszczenie komórek i mogą sprzęgać inne poprzez system zabijania posegregacyjnegoWibracjagatunki są przenoszone.

Analiza in silico i badania dynamiki molekularnej

W celu identyfikacji skutecznych inhibitorów wybrano cztery fitozwiązki — mirycetynę (Myr), (+)-taksyfolinę (TF), (-)-galusan epigallokatechiny (EGCG) i strychninę (STN) — wybrano za pomocą analiz in silico w oparciu o wyniki dokowania i powinowactwo. Analiza przy użyciu oprogramowania Discovery Studio zidentyfikowała krytyczne interakcje aminokwasów niezbędne do wiązania. Symulacje dynamiki molekularnej wykazały, że (+)-taksyfolina i (-)-galusan epigalokatechiny uzyskują szczególne wyniki przy niższych wartościach średniego odchylenia kwadratowego (RMSD) i zwiększonej stabilności wobec toksyn białkowych.

Skuteczność antybakteryjna

Skuteczność przeciwbakteryjną wybranych fitozwiązków określono poprzez oznaczenie minimalnego stężenia hamującego (MIC) i minimalnego stężenia bakteriobójczego (MBC) wobec patogennych szczepów roślinV. parahaemolyticusprzetestowany. Najlepsze wyniki MBC odnotowano przy stężeniu 1 mg/ml dla EGCG i 1,25 mg/ml dla TF. Po 24 godzinach inkubacji przy tych stężeniach zaobserwowano całkowite zmniejszenie liczby żywych komórek.

Wniosek

Badanie to dostarcza cennych informacji na temat stosowania fitozwiązków jako potencjalnie skutecznych inhibitorów przeciwkoVibrio parahaemolyticus, w szczególności w odniesieniu do ich zastosowania w akwakulturze do zwalczania AHPND. Dalsze badania mogą doprowadzić do opracowania nowych strategii leczenia opartych na fitozwiązkach.

Więcej informacji na temat badania można znaleźć w oryginalnej wersji badania pod adresem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36988845.