Fytochemická sila proti AHPND: Nová nádej pre chov kreviet

Fytochemická sila proti AHPND: Nová nádej pre chov kreviet

Produkciu kreviet v juhovýchodnej Ázii v súčasnosti ohrozuje nová choroba: akútna hepato-pankreatická nekróza (AHPND). Toto bakteriálne ochorenie postihuje najmä tichomorské biele krevety Litopenaeus vannamei, hospodársky veľmi dôležitý druh. Ako centrálny patogén bol identifikovaný nebezpečný patogén Vibrio parahaemolyticus. Tento patogén môže niesť gén, ktorý kóduje toxické proteíny, ktoré ničia bunky spúšťaním ich smrti.

Súčasný výskum skúmal spôsoby, ako zneškodniť tieto toxické proteíny. Štyri rastlinné látky boli objavené ako sľubné: myricetín, ( +)-taxifolin, (-)-epigalokatechín-3-galát (EGCG) a strychnín. Najmä ( +)-taxifolin a EGCG preukázali dobrú účinnosť v laboratórnych testoch tým, že narušili stabilitu proteínových štruktúr patogénu a tým obmedzili ich deštruktívne účinky.

Vedci testovali aj antibakteriálnu účinnosť týchto látok proti patogénu. EGCG sa ukázal ako obzvlášť účinný pri koncentrácii 1 mg/ml a dokázal eliminovať takmer všetky patogény do 24 hodín.

Možné budúce aplikácie by mohli zahŕňať použitie týchto látok ako prísad do krmív pre krevety na prevenciu alebo kontrolu prepuknutia AHPND. To by mohlo výrazne znížiť straty v produkcii kreviet a stanoviť nové štandardy v manažmente chorôb v akvakultúre.

Základné pojmy a pojmy

• 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.

Skratky

• 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

Účinné fytozlúčeniny proti Vibrio parahaemolyticus pri chove kreviet

Pri chove kreviet v juhovýchodnej Ázii predstavuje ochorenie „Akútna hepatopankreatická nekróza“ (AHPND) významnú hrozbu. Hlavnou príčinou je baktériaVibrio parahaemolyticus, je obzvlášť zničujúci pre veľmi vyhľadávané tichomorské biele krevety (Litopenaeus vannamei). Tento výskum identifikuje mechanizmy a potenciálne biochemické inhibítory proti patogeniteV. parahaemolyticus.

Patogenetický mechanizmus

Dráha patogenityV. parahaemolyticusje založený na virulentnom plazmide, ktorý kóduje binárne proteínové toxíny (PirA/B). Tieto toxíny sú zodpovedné za deštrukciu buniek a môžu konjugovať iné prostredníctvom post-segregačného systému zabíjania.Vibriodruhy sa prenášajú.

In Silico Analysis a Molecular Dynamics Studies

Na identifikáciu účinných inhibítorov sa pomocou analýz in silico na základe dokovacích skóre a afinity vybrali štyri fytozlúčeniny – myricetín (Myr), (+)-taxifolín (TF), (-)-epigalokatechín galát (EGCG) a strychnín (STN). Analýza pomocou softvéru Discovery Studio identifikovala kritické aminokyselinové interakcie potrebné na väzbu. Molekulárne dynamické simulácie ukázali, že (+)-taxifolín a (-)-epigalokatechín galát dosahujú nižšie hodnoty strednej kvadratickej odchýlky (RMSD) a zlepšenú stabilitu voči proteínovým toxínom.

Antibakteriálna účinnosť

Antibakteriálna účinnosť vybraných fytozlúčenín bola stanovená stanovením minimálnej inhibičnej koncentrácie (MIC) a minimálnej baktericídnej koncentrácie (MBC) proti patogénnym kmeňomV. parahaemolyticustestovaný. Najlepšie výsledky MBC boli zaznamenané pri 1 mg/ml pre EGCG a 1,25 mg/ml pre TF. Po 24 hodinách inkubácie sa pri týchto koncentráciách pozorovalo úplné zníženie počtu životaschopných buniek.

Záver

Táto štúdia poskytuje cenné poznatky o použití fytozlúčenín ako potenciálne účinných inhibítorov protiVibrio parahaemolyticus, najmä pokiaľ ide o ich aplikáciu v akvakultúre na boj proti AHPND. Ďalšie výskumy by mohli viesť k vývoju nových liečebných stratégií založených na fytozložkách.

Viac informácií o výskume nájdete v pôvodnej štúdii na: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36988845.