تقييم التضاد الحيوي والنشاط السمي للخلايا من قبل الطحالب الدقيقة التي تم عزلها من مواقع مختلفة في بيتواتا- اربيل/العراق
DOI:
https://doi.org/10.21123/bsj.2024.9824الكلمات المفتاحية:
المضادات الحيوية، الخط الخلوي، السمية الخلوية، حيوية الخلية، الطحالب الدقيقةالملخص
تمتلك الطحالب الدقيقة, نظرأ لسهولة زراعتها ونموها السريع وتجددها, امكانات كمصدر للمركبات النشطة بيولوجيأ للاغراض الصناعية والطبية. تهدف هذه الدراسة التي اجريت بشكل (in vivo) الى تقيم القدرة المضادة للاغشية الحيوية والسموم الحيوية لطحالب الدقيقة مختارة وعزلات البكتريا الزرقاء. تم اختيار تراكيز مختلفة من عزلات الطحالب الدقيقة في كل من دراسات المضادات الحيوية والخلاية السامة . تمت اضافة مستخلص اجمالي قدره 10 ميكروليترمنMTT الى كل بئر باستخدام مرقLB , وتمت قراءة اللوحات باستخدام مقياس الطيف الضوئي للوحة ميكروتيتر عند 490 نانوميترو 630 نانوميتر, على التوالي. تم تحديد بقاء قدرة الخلية في خلايا CCD-18Co (3x103 cells/well) بواسطة اختبار MTTعند 590 نانوميتر. اظهرت عزلات الطاحالب الدقيقة تاثير مضاد حيوي بعد 48 ساعة على Pseudomonas aeruginosa PA01 ولوحظ ان هذا التاثير اعلى من تاثيره على S. aureus. Chlorella sp. اظهر الحد الاقصى لنشاط المضاد الحيوي بينما لم يكن لدى Arthrospira platensis اي نشاط تثبيط للاغشية الحيوية. Chlorella sp. تثبط حوالي %82.67 من الغشاء الحيوي في تركيز 5 ملغم \مل . علاوة على ذلك فان التاثيرات المضادة للاغشية الحيوية ل (Chara sp. و Spyrogyra sp.1) وصلت بنسبة الى %79.01 و %76.31 عند 1 ملغم\مل على التوالي. من بين جميع العزلات الطحالب الدقيقة, لوحظ وجود تاثير مثبط معتدل على الاغشية الحيوية ل Pseudomonas aeruginosa مع Chlorella sorokiniana . لم تتغير قابلية الخلية للبقاء بشكل ملحوظ في مستخلصات جرعات عالية. اكثر من %73 من الخلايا كانت قابلة للحياة في جميع تركيزات مستخلصات الطحالب. وجد بان جميع عينات الطحالب الدقيقة لها نشاط تثبيط الاغشية الحيوية. تشير النتائج الى ان التطوير المستقبلي لعينات الطحالب الدقيقة كوسيلة لتثبيط الاغشية الحيوية ل Pseudomonas aeruginosa امر ممكن. قد تصبح الخلاية الطلائية القولونية خلاية سامة استجابة لمستخلصات الطحالب. من الضروري اجراء المزيد من الابحاث للتحقق من ان المستخلصات أمنة للاستهلاك البشري, وهو ما يكون مفترضأ.
Received 02/10/2023
Revised 11/12/2023
Accepted 13/12/2023
Published Online First 20/04/2024
المراجع
Schulze A, Mitterer F, Pombo J P, Schild S. Biofilms by bacterial human pathogens: Clinical relevance - development, composition and regulation - therapeutical strategies. Microb Cell. 2021 Feb; 8(2): 28–56. https://doi.org/10.15698/mic2021.02.741
Prestinaci F, Pezzotti P, Pantosti A. Antimicrobial resistance: A global multifaceted phenomenon. Pathog Glob Health. 2015 Sep; 109(7): 309–318. https://doi.org/10.1179/2047773215Y.0000000030
Schoenborn AA, Yannarell SM, Wallace ED, Clapper H, Weinstein I C, Shank EA. Defining the expression, production, and signaling roles of specialized metabolites during bacillus subtilis differentiation. J Bacteriol. 2021Oct; 203(22): e0033721. https://doi.org/10.1128/JB.00337-21
Karunakaran E, Biggs CA. Mechanisms of bacillus cereus biofilm formation. An investigation of the physicochemical characteristics of cell surfaces and extracellular proteins. Appl. Microbiol Biotechnol. 2011 Feb; 89(4): 1161–1175. https://doi.org/10.1007/s00253-010-2919-2
Shaima AF, Yasin NH, Ibrahim NH, Takrif MS, Gunasekaran DI, Mahmud YY. Unveiling antimicrobial activity of microalgae Chlorella sorokiniana (UKM2), Chlorella sp. (UKM8) and Scenedesmus sp. (UKM9). Saudi J Biol Sci. 2022 Oct; 29(2): 1043–1052. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.09.069
Lauritano C, Andersen J, Hansen E, Albrigtsen ME, Esposito F, Khanssen K, et al. Bioactivity screening of microalgae for antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, anti-diabetes, and antibacterial activities. Front Mar Sci. 2016 May; 3(68): 1–2. https://doi.org/10.3389/fmars.00068
Barrera DJ, Rosenberg JN, Chiu JG, Chang YN, Debatis M, Ngoi SM, et al. Algal chloroplast produced camelid VH antitoxins are capable of neutralizing botulinum neurotoxin. Plant Biotechnol J. 2015 Jan; 13(1): 117-124. https://doi.org/10.1111/pbi.12244
Tian F, Li J, Nazir A, Tong Y. Bacteriophage - a promising alternative measure for bacterial biofilm control. Infect Drug Resist. 2021 Jan; 20(14): 205–217. https://doi.org/10.2147/IDR.S290093
Arslan A, Yılancıoğlu K, Kuşoğlu S, Albayrak G. Chemical constituent of Isochrysis galbana microalgae extract and its cytotoxic activities on leukemic cell lines. Istanbul J Pharm. 2022 Apr; 52 (1): 64-68. https://doi.org/10.26650/IstanbulJPharm.2022.105733
Anwer S. Direct analysis of algae for determination of major and minor elements using energy dispersive x-ray fluorescence (EDXRF), Kuwait Journal of Science, 2023 Sep; 50 ( 4): 697-702, https://doi.org/10.1016/j.kjs.2023.04.012.
Shen F, Ge C, Yuan P. Metabolomics Study Reveals Inhibition and Metabolic Dysregulation in Staphylococcus aureus Planktonic Cells and Biofilms Induced by Carnosol. Front Microbiol. 2020 Sep; 18; 11: 538572. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.538572
Sivaranjani M, Gowrishankar S, Kamaladevi A, Pandian SK, Balamurugan K, Ravi AV. Morin inhibits biofilm production and reduces the virulence of Listeria monocytogenes an in vitro and in vivo approach. Int J Food Microbiol. 2016 Nov; 21: 237: 73–82. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2016.08.021
Feng J, Yee R, Zhang S, Tian L, Shi W, Zhang WH, et al A Rapid Growth-Independent Antibiotic Resistance Detection Test by SYBR Green/Propidium Iodide Viability Assay. Front Med. 2018 May; 5(127): 1-11. https://doi.org/10.3389/fmed.2018.00127
Haney EF, Trimble MJ, Cheng JT, Vall Q, Hancock RE W. Critical assessment of methods to quantify biofilm growth and evaluate antibiofilm activity of host defence peptides. Biomolecules. 2018 May; 8(2)29. https://doi.org/10.3390/biom8020029
Sahin C, Mutlu D, Nasirli F, Mahmoudi G, Zubkov FI, Arslan S, et al. New iridium bis-terpyridine complexes: synthesis, characterization, antibiofilm and anticancer potentials. Biometals. 2021 Apr; 34: 701–713. https://doi.org/10.1007/s10534-021-00307-y
David S, Perkins RS, Fronczek FR, Kasiri S, Mandal SS, Srivastava RS. Synthesis, characterization, and anticancer activity of ruthenium-pyrazole complexes. J Inorg Biochem. 2012 Jun;111:33-9.
http:// doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2012.02.022.
Nedji N, Loucif-Ayad W. Antimicrobial activity of Algerian propolisin foodborne pathogens and its quantitative chemical composition. Asian Pacific Journal of Tropical Disease, 2014 4(6): 433–437. http://doi.org/10.1016/S2222-1808(14)60601-0
Wu Z, McGoogan JM. 2020. Characteristics of and important lessons from the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) outbreak in China: Summary of a Report of 72 314 Cases From the Chinese Center for Disease Control and Prevention. Jama-Journal of the American Medical Association 2020 Apr323(13): 1239–1242. https://doi.org/10.1001/jama.2020.2648
Nübel U, Garcia-Pichel F, Muyzer G. PCR primers to amplify 16S rRNA genes from cyanobacteria. Appl. Environ. Microbiol. 1997Aug; 63(8): 3327-3332. https://doi.org/10.1128/aem.63.8.3327-3332.1997
Guchhait KC, Manna T, Barai M, Karmakar M, Nandi SK, Jana D, et al. Antibiofilm and anticancer activities of unripe and ripe Azadirachta indica (neem) seed extracts. BMC Complement Med Ther. 2022 Feb; 22(42): 1-18. https://doi.org/10.1186/s12906-022-03513-4
Elshobary E, El-Shenody A, Ashour M, Zabed M, Qi X. Antimicrobial and antioxidant characterization of bioactive components from Chlorococcum minutum. Food Biosci. 2020 Jan; 35: 100567. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100567
Anwer SS, Sdiq KH, Muhammad KR, Aladdin LM. Phenolic compound and fatty acid properties of some microalgae species isolated from Erbil City. Braz J Biol. 2022 Jan; 21; 82: e256927. https://doi.org/10.1590/1519-6984.256927
Gadhi A, El-Sherbiny M, Al-Sofyani A, Ba-Akdah M, Satheesh S. Antibiofilm Activities of Extracts Of The Macroalga Halimeda Sp. From The Red Sea. J Mar Sci Technol. 2018; 26(6): 838-846. https://doi.org/10.6119/JMST.201812_26(6).0008
Ibraheem S, Sadiq AS, Al-TameemIi M, Alias MF. Synthesis, Spectral Identification, Antibacterial Evaluation and Theoretical Study of Co, Fe, Rh and Pd Complexes for 2-benzoylthiobenzimidazol. Baghdad Sci J. 2022 Dec; 19(6): 1326-1334. https://dx.doi.org/10.21123/bsj.2022.6704
Griffin C, Karnik A, McNulty J, Pandey S. Pancratistatin selectively targets cancer cell mitochondria and reduces growth of human colon tumor xenografts. Mol Cancer Ther. 2011 Jan; 10(1): 57-68. https://doi.org/10.1158/1535-7163.MCT-10-0735 . PMID: 21220492.
Toma JJ, Aziz F. Antibacterial Activity of Three Algal Genera against some Pathogenic Bacteria. Baghdad Sci J. 2023 Feb; 20(1): 32-40. https://dx.doi.org/10.21123/bsj.20022.6818
Takawa M, Masuda K, Kunizaki M, Daigo Y, Takagi K, Iwai Y, et.al. Validation of the histone methyltransferase EZH2 as a therapeutic target for various types of human cancer and as a prognostic marker. Cancer Sci. 2011; 102(7): 1298-1305. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2011.01958.x
Mendanha, D.; Vieira de Castro, J.; Moreira, J.; Costa, B.M.; Cidade, H.; Pinto, M.; Ferreira, H.; Neves, N.M. A New Chalcone Derivative with Promising Antiproliferative and Anti-Invasion Activities in Glioblastoma Cells. Molecules 2021, 26, 3383. https://doi.org/10.3390/molecules26113383
Zong A, Cao H, Wang F. Anticancer polysaccharides from natural resources: a review of recent research. Carbohydr Polym. 2012 Nov; 90(4): 1395–1410. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.07.026
Mosaddegh M, Gharanjik BM, Naghibi F, Esmaeili S, Pirani A, Eslami Tehrani B, et al. A survey of cytotoxic effects of some marine algae in the Chabahar coast of Oman Sea. Res j pharmacogn. 2014; 1: 27–31.
Bechelli J, Coppage M, Rosell K, Liesveld J. Cytotoxicity of algae extracts on normal and malignant cells. Leuk Res Treatment. 2011 Jan; 2011: 373519. https://doi.org/10.4061/2011/373519
Kurt O, Özdal-Kurt F, Akçora CM, Özkut M, Tuğlu, MI. Neurotoxic, cytotoxic, apoptotic and antiproliferative effects of some marine algae. Extracts on the NA2B cell line. Biotech. Histochem. 2018 January; 93(1): 59–69. https://doi.org/10.1080/10520295.2017.1381992
El-Sheekh M, Abu-Faddan M, Abo-Shady A, Nassar MZA, Labib W. Molecular identification, biomass, and biochemical composition of the marine Chlorophyte Chlorella sp. MF1 isolated from Suez Bay. J Genet Eng Biotechnol. 2020 Jul; 18(1): 27. https://doi.org/10.1186/s43141-020-00044-8
Yarmohammadi S, Hosseini R, Foshati S, Moradi M, Hemati N, Moradi S, et al. Effect of Chlorella vulgaris on Liver Function Biomarkers: a Systematic Review and Meta-Analysis. Clin Nutr Res. 2021 Jan; 10(1):83-94. https://doi.org/10.7762/cnr.2021.10.1.83
التنزيلات
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2024 Sewgil Saaduldeen Anwer, Ayad Kareem Ali, Nur Bozbeyoglu Kart, Dogukan Mutlu, Refika Ceyda Beram, Volkan Kuzucu, Sevki Arslan, Nazime Mercan Dogan
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
