بررسی فعالیت ضدمیکروبی و سمیت پپتید انتروسین P و دو اسانس گیاهی بر باکتری‌های بیماری‌زای دامی

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشکده ی کشاورزی، گروه علوم دامی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه علوم دامی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

مقاومت آنتی‌بیوتیکی یکی از بزرگترین تهدیدات برای سلامتی انسان و حیوانات است. پپتیدهای ضد‌میکروبی و اسانس‌‌های گیاهی ترکیبات طبیعی هستند که می‌‌توانند به عنوان جایگزینی برای آنتی‌بیوتیک‌‌های رایج استفاده شوند. در این مطالعه حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) بر اساس روش میکروبراث به وسیله‌ی پلیت 96 خانه‌ با چهار تکرار با استفاده از دو اسانس کنگر فرنگی و رزماری و همچنین پپتید باکتریوسین انتروسین P بر روی باکتری‌های سودوموناس آئروژینوزا، اشرشیاکلای، استرپتوکوکوس آگالاکتیه دامی صورت گرفت. بعد از اندازه‌‌گیری MIC، باکتری‌ها کشت داده شدند و حداقل غلظت کشندگی باکتری (MBC) سنجیده شد. با استفاده از روش MTT میزان سمیت این پپتید بر روی سلول‌‌های نرمال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد کمترین میزان MIC و MBC برای هر سه باکتری مورد مطالعه مربوط به پپتید باکتریوسین انتروسین P می‌‌باشد. کمترین مقدار MIC مربوط به پپتید (µg/mL 12.06) بر روی باکتری سودوموناس آئروژینوزا و استرپتوکوکوس آگالاکتیه و بیشترین میزان مربوط به اسانس کنگر فرنگی (µg/mL 500) بر روی باکتری‌‌ سودوموناس آئروژینوزا گزارش شد. همچنین کمترین مقدار MBC مربوط به پپتید (µg/mL 12.06) بر روی باکتری استرپتوکوکوس آگالاکتیه می‌‌باشد. علاوه بر این، نتایج مربوط به تست MTT نشان از عدم سمیت این پپتید بر روی سلول‌‌های نرمال داشت. در نهایت با توجه به اثرات ضد‌باکتریایی قوی و عدم سمیت این پپتید بر سلول می‌‌توان نتیجه گرفت که انتروسین P می‌‌تواند بعنوان جایگزینی برای آنتی‌بیوتیک‌‌ها برای کنترل و مبارزه با عفونت‌‌های باکتریایی در صنعت دامپروری باشد.  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of antibacterial activity and toxicity of enterocin P peptide and two essential oils against animal pathogens

نویسندگان [English]

  • S. Z. Mousavi 1
  • S. A. Kazemi 1
  • M. Mahroughi 2
  • A. Tanhaeian 2
1 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
2 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Antibiotic resistance is one of the biggest threats to human and animal health. Antimicrobial peptides and herbal essentional oils are natural compounds that can act as an alternative to conventional antibiotics. In this study, Minimum Inhibitory Concentrations (MIC) was performed based on a microbroth dilution method by 96-well microtiter with four replicates with Cynara scolymus and Rosmarinus officinalis essential oils as well as Enterocin P peptide on animal pathogens as listed as Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli and Streptococcus agalactiae. After MIC, Bacterial species were cultured and minimum bactericidal concentration (MBC) was evaluated as that showing no growth. The toxicity of this peptide on normal cells was evaluated by MTT assay. The results showed that the lowest amount of MIC and MBC against all three bacteria belonged to Enterocin P peptide. The lowest amount of MIC (12.06 µg / mL) was reported on Pseudomonas aeruginosa and Streptococcus agalactiae by peptide and the highest amount of MIC (500 µg / mL) was showed on Pseudomonas aeruginosa by Cynara scolymus essential oil. The lowest value of MBC (12.06 µg / mL) on Streptococcus agalactiae was also observed by peptide. In addition, the results of the MTT assay showed that the peptide was not toxic to normal cells. Finally, as considering strong antibacterial effect and non toxicity of Enterocin P, it could be represent an alternative to classical antibiotics to control and fight bacterial infections in animal industry.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Animal
  • Entrocin P
  • Cynara scolymus
  • Rosmarinus officinalis
  • Essential oil

مراجع

1.Andreason, M. 2000. Consequences of the ceased used of growth promoters presented at DVHS 2000, 4th and 5th May 2000.
2.Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., and Idaomar, M. 2008. Biological effects of essential oils–a review. Food and chemical toxicology, 46(2), 446-475.
3.Batoni, G., Maisetta, G., and Esin, S. 2016. Antimicrobial peptides and their interaction with biofilms of medically relevant bacteria. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes, 1858(5), 1044-1060.
4.Brender, J. R., McHenry, A. J., and Ramamoorthy, A. 2012. Does cholesterol play a role in the bacterial selectivity of antimicrobial peptides?. Frontiers in immunology, 3, 195.
5.Costa, D. C., Costa, H. S., Albuquerque, T. G., Ramos, F., Castilho, M. C., and  Sanches-Silva, A. 2015. Advances in phenolic compounds analysis of aromatic plants and their potential applications. Trends in Food Science and  Technology, 45(2), 336-354.
6.Drider, D., and  Rebuffat, S. (Eds.). 2011. Prokaryotic antimicrobial peptides: from genes to applications. Springer Science and  Business Media.
7.Drider, D., Fimland, G., Héchard, Y., McMullen, L. M., and  Prévost, H. 2006. The continuing story of class IIa bacteriocins. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 70(2), 564-582.
8.Ergezer, H., Kaya, H. İ., and  Şimşek, Ö. 2018. Antioxidant and antimicrobial potential of artichoke (Cynara scolymus L.) extract in beef patties. Czech Journal of Food Sciences, 36(2), 154-162.
9.Fehlbaum, P., Bulet, P., Chernysh, S., Briand, J. P., Roussel, J. P., Letellier, L., ... and  Hoffmann, J. A. 1996. Structure-activity analysis of thanatin, a 21-residue inducible insect defense peptide with sequence homology to frog skin antimicrobial peptides. Proceedings of the National Academy of Sciences, 93(3), 1221-1225.
10.Ferreira Cespedes, G., Nicolas Lorenzon, E., Festozo Vicente, E., Jose Soares Mendes-Giannini, M., Fontes, W., de Souza Castro, M., and  Maffud Cilli, E. 2012. Mechanism of action and relationship between structure and biological activity of Ctx-Ha: a new ceratotoxin-like peptide from Hypsiboas albopunctatus. Protein and peptide letters, 19(6), 596-603.
11.Fu, Y., Zu, Y., Chen, L., Shi, X., Wang, Z., Sun, S., and  Efferth, T. 2007. Antimicrobial activity of clove and rosemary essential oils alone and in combination. Phytotherapy Research, 21(10), 989-994.
12.Gaafar, A. A., and  Salama, Z. A. 2013. Phenolic compounds from artichoke (Cynara scolymus L.) by-products and their antimicrobial activities. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare , 3, 1-6.
13.Glukhov, E., Stark, M., Burrows, L. L., and  Deber, C. M. 2005. Basis for selectivity of cationic antimicrobial peptides for bacterial versus mammalian membranes. Journal of Biological Chemistry, 280(40), 33960-33967.
14.Gyawali, R., Hayek, S. A., and  Ibrahim, S. A. 2015. Plant extracts as antimicrobials in food products: Mechanisms of action, extraction methods, and applications. Handbook of Natural Antimicrobials for Food Safety and Quality, 49-68.
15.Huang, H. W. 2006. Molecular mechanism of antimicrobial peptides: the origin of cooperativity. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes, 1758(9), 1292-1302.
16.Kazemi, S. A., Ahmadi, H., and Karimi Torshizi, M. A. 2019. Evaluating two multistrain probiotics on growth performance, intestinal morphology, lipid oxidation and ileal microflora in chickens. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 103(5), 1399-1407.
17.Keskin, D., Oskay, D., and  Oskay, M. 2010. Antimicrobial activity of selected plant spices marketed in the West Anatolia. International Journal of Agriculture and Biology, 12(6), 916-920.
18.Khodaei, M. M. 2014. Antibacterial Effect of Allium sativum and Rosmarinus officinalis Essential Oil on Major Mastitis Pathogens in Dairy Cattle. 79-88.
19.Liu, T., She, R., Wang, K., Bao, H., Zhang, Y., Luo, D., ... and  Peng, K. 2008. Effects of rabbit sacculus rotundus antimicrobial peptides on the intestinal mucosal immunity in chickens. Poultry science, 87(2), 250-254.
20.Mousavi, Z., Mohamadi, F., and  Tanhaian, A. 2020. Antibacterial effect of essential oil and peptide on some bovine mastitis bacteria in vitro. Veterinary Researches and  Biological Products .(In Persian)
21.Nccls (National Committee for Clinical Laboratory Standards), 2000.Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically, Approved Standard.M7- A5.
22.Okuda, K. I., Zendo, T., Sugimoto, S., Iwase, T., Tajima, A., Yamada, S., ... and  Mizunoe, Y. 2013. Effects of bacteriocins on methicillin-resistant Staphylococcus aureus biofilm. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 57(11), 5572-5579
23.Tanhaeian, A., Damavandi, M. S., Mansury, D., and  Ghaznini, K. 2019. Expression in eukaryotic cells and purification of synthetic gene encoding enterocin P: a bacteriocin with broad antimicrobial spectrum. AMB Express, 9(1), 6.
24.Walsh, G. 2010. Biopharmaceutical benchmarks 2010. Nature biotechnology, 28(9), 917-924.
25.Zhu, X., Zhang, H., and  Lo, R. 2004. Phenolic compounds from the leaf extract of artichoke (Cynara scolymus L.) and their antimicrobial activities. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(24), 7272-7278.
تحقیقات دامپزشکی و فرآورده‌های بیولوژیک
دوره 34، شماره 3
مهر 1400
صفحه 48-54

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 فروردین 1399
  • تاریخ بازنگری: 22 خرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 26 خرداد 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار