النشاط المضاد للميكروبات للجزيئات النانوية لزيت شجرة الشاي ضد الإشريكية القولونية

النشاط المضاد للميكروبات للجزيئات النانوية لزيت شجرة الشاي ضد الإشريكية القولونية

على الرغم من أن المضادات الحيوية تستخدم كإضافات علفية لمكافحة الأمراض المعدية البكتيرية المختلفة في الحيوانات، إلا أن الظهور المستمر لسلالات بكتيرية مقاومة للأدوية قد حد من فعاليتها. وبما أن الزيوت النباتية الأساسية أظهرت نشاطًا كبيرًا مضادًا للبكتيريا، فقد تم اعتبارها مرشحًا محتملاً للتخفيف من مشكلة مقاومة المضادات الحيوية.

Lernen: Teebaumöl-Nanoliposomen: Optimierung, Charakterisierung und antibakterielle Aktivität gegen Escherichia coli in vitro und in vivo. Bildquelle: ronstik/Shutterstock

في الآونة الأخيرة علوم الدواجن في هذه الدراسة، قام الباحثون بصياغة الجسيمات الشحمية النانوية لزيت شجرة الشاي (TTONL) وقاموا بتحليل فعاليتها المضادة للبكتيريا ضد الإشريكية القولونية المسببة للأمراض (E. coli)، والتي تؤثر بشكل كبير على صناعة الدواجن. الهدف الرئيسي من الدراسة الحالية هو تطوير دواء جديد لتعزيز تربية الحيوانات المستدامة والصحية في الصين.

عدوى الإشريكية القولونية في الدواجن

على الرغم من أن معظم سلالات الإشريكية القولونية غير مسببة للأمراض وتحدث بشكل طبيعي في الأمعاء، إلا أن بعض السلالات الفتاكة يمكن أن تسبب مرض كرون، والتهاب المعدة والأمعاء، والتهاب القولون النزفي. بالإضافة إلى ذلك، تسبب الإشريكية القولونية المسببة للأمراض داء العصيات القولونية، وهي عدوى جهازية أو موضعية شائعة في الدواجن. ارتبط داء العصيات القولونية أيضًا بآفات أعضاء متعددة مثل التهاب الحويصلات الهوائية والتهاب حوائط الكبد والتهاب الصفاق، مما أدى إلى وفيات كبيرة في الدواجن.

يتكون جدار خلية الإشريكية القولونية بشكل أساسي من عديد السكاريد الدهني (LPS)، ويؤدي التحلل الخلوي لهذه البكتيريا إلى إطلاق كميات كبيرة من عديد السكاريد الدهني، مما يؤدي إلى استجابة التهابية. وفي هذا السياق، وجد أن NLRP3 يلعب دورًا مهمًا في تحفيز الاستجابة الالتهابية أثناء عدوى الإشريكية القولونية. العامل الآخر الذي يتوسط الالتهاب في مرحلة متأخرة هو HMGB1.

زيت شجرة الشاي (TTO) والجسيمات الشحمية النانوية

TTO هو زيت أساسي مستخرج من أوراق شجرة الشاي. يحتوي هذا الزيت العطري على لون أصفر فاتح إلى واضح ورائحة الكافور الطازجة. عادة ما توجد شجرة الشاي على الساحل من جنوب كوينزلاند إلى شمال نيو ساوث ويلز، أستراليا.

TTO له العديد من الاستخدامات الطبية بما في ذلك علاج الهربس، حب الشباب، الجرب، لدغات الحشرات والتهابات الجلد الميكروبية. الأهم من ذلك، أن هذا الزيت العطري أظهر الحد الأدنى من التركيز المثبط (MIC) أقل من 1% ضد معظم البكتيريا والفطريات. ولذلك، يعتبر TTO عامل مضاد للميكروبات واعدة.

الأجسام المضادة الكتاب الإلكتروني

تجميع لأهم المقابلات والمقالات والأخبار من العام الماضي. تنزيل نسخة مجانية

يعد Terpinen-4-ol وα-terpineol المكونين الرئيسيين لـ TTO، اللذين يعززان النشاط المضاد للبكتيريا. من الناحية الميكانيكية، تم ربط عمل هذه المكونات المبيد للجراثيم بتعطيل غشاء الخلية الميكروبية، مما تسبب في تحلل الخلية.

بالإضافة إلى مزاياه، فإن بعض القيود التي تحد من تطبيق TTO تشمل عدم ذوبانه في الماء، وطبيعته غير المستقرة، والميل القوي لمكوناته النشطة للتغيير عند تعرضها للهواء. يمكن التغلب على أوجه القصور هذه باستخدام الجسيمات الشحمية النانوية، وهو نظام حامل للحويصلات مكون من طبقتين يتكون من التجميع الذاتي في الوسائط المائية.

تصل الجسيمات النانوية التي تحمل الزيت العطري إلى الموقع المستهدف من خلال التفاعلات الخلوية (على سبيل المثال، البلعمة، والامتزاز، والاندماج). والأهم من ذلك أن هذه الأمور قد حسنت بشكل كبير من ضعف استقرار الزيوت العطرية أثناء التخزين والاستخدام. في هذه الدراسة، تم إنتاج TTONL على النحو الأمثل لمنع مرض الإشريكية القولونية في الدواجن.

توليف وتوصيف TTONL

تم تصنيع TTONL باستخدام تقنية ترطيب الأغشية الرقيقة والصوتنة. تم تحسين عملية التطوير باستخدام طريقة Box-Behnken Response Surface. كانت الظروف المثلى المحددة لتوليف TTONL هي نسبة كتلة الليسيثين إلى الكوليسترول 3.7:1، ودرجة الحموضة المتوسطة للترطيب 7.4، وتركيز TTO 0.5. تؤدي هذه الشروط إلى معدل تغليف TTONL يبلغ 80.31 ± 0.56%.

أظهر تحليل المجهر الإلكتروني للإرسال (TEM) أن TTONL كان كرويًا تقريبًا وموحدًا في الحجم. كان متوسط ​​حجم الجسيمات لهذا الهيكل ثنائي الطبقة الذي يحتوي على TTO 227.8 ± 25.3 نانومتر بشحنة سالبة. أظهرت ذروة الامتصاص المميزة لـ TTONL تعديلاً طفيفًا في الهيكل العظمي الأساسي للجسيم الشحمي. الأهم من ذلك، أظهرت النتائج التجريبية أن TTONL كان أكثر استقرارًا لمدة 35 يومًا عند 4 درجات مئوية مقارنة بدرجة حرارة الغرفة.

فعالية مضادة للجراثيم من TTONL

تم تقييم النشاط المضاد للبكتيريا لـ TTONL ضد E. coli من خلال التجارب المختبرية وفي الجسم الحي. بالنسبة للدراسة التي أجريت على الجسم الحي، تم فحص فعالية TTONL في الدجاج المصاب بداء العصيات القولونية.

أظهرت نتائج اختبار MIC أن الجسيمات الشحمية النانوية حسنت الفعالية المضادة للبكتيريا لـ TTO ضد سلالات الإشريكية القولونية المختلفة. بعد 8 ساعات من العلاج بـ 75 ملغم/مل TTONL، لوحظ نشاط مبيد للجراثيم كامل ضد سلالات الاختبار.

أظهرت التجارب المختبرية أن التعرض لـ TTONL تسبب بدرجات متفاوتة من الضرر الهيكلي لسلالات الإشريكية القولونية. وجدت دراسة على الجسم الحي أن تناول TTONL عن طريق الفم قلل بشكل كبير من الأعراض السريرية والآفات المعوية في الدجاج المصاب. الأهم من ذلك أن علاج TTONL قلل بشكل كبير من تعبير mRNA لـ NLRP3 و NF-inB في الأعور والاثني عشر للدجاج المصاب بالإشريكية القولونية.

الاستنتاجات

أظهر TTONL المركب حديثًا معدل تغليف أعلى، وإطلاقًا أبطأ وثباتًا محسنًا مع نشاط مضاد للجراثيم واعد ضد مسببات الأمراض التي تم اختبارها. مع الأخذ في الاعتبار جميع النتائج التجريبية، أوصت الدراسة الحالية بشدة بالاستخدام الوقائي لـ TTONL لعلاج الأمراض البكتيرية للطيور.

مرجع:

• Bo, R. et al. (2023) „Teebaumöl-Nanoliposomen: Optimierung, Charakterisierung und antibakterielle Aktivität gegen Escherichia coli in vitro und in vivo“, Poultry Science, 102(1), p. 102238. doi: 10.1016/j.psj.2022.102238. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003257912200534X?via%3Dihub

.