ترکیبات بیواکتیو دریایی با ویژگی ضد میکروبی و ضد بیوفیلمی
گزارشها نشان میدهند که مقاومت دارویی باکتریها رو به افزایش میباشد. این موضوع میتواند مضراتی مانند نیاز به افزایش دوز دارو که خود میتواند منجر به مسمومیت و عوارض ناخواسته گردد، افزایش زمان بستری در بیمارستان و حتی مرگ شود. به همین دلیل کشف و شناسایی ترکیبات دارویی جدید یک هدف مهم تلقی میشود. اکوسیستمهای دریایی به دلیل شرایط خاص و متفاوت با خشکی میتوانند منبع مناسبی برای دستیابی به این ترکیبات صد میکروبی و ضد بیوفیلمی باشند.
بررسی ترکیبات بیواکتیو با منشاء دریایی:
اعتقاد بر این است که اشکال اولیه حیات از اقیانوسها منشاء گرفتهاند. سطح وسیعی از کره زمین را این اکوسیستمها در بر گرفتهاند. بیمهرگان دریایی مانند اسفنجها و شقایقهای دریایی اغلب فاقد اندامهای تخصص یافته برای دفاع از خود میباشند. این موجودات با تولید ترکیباتی که متابولیتهای ثانویه یا ترکیبات بیواکتیو نامیده میشوند قادر به محافظت از خود میباشند. تاکنون ترکیباتی با ویژگی ضد تومور، ضد سرطان، ضد میکروتوبول و سیتوتوکسیک از منابع دریایی جداسازی شده است (1). متابولیتهای ثانویه بر خلاف متابولیتهای اولیه، هدف خاصی را در طی زندگی تکاملی ارگانیسم دنبال نمیکنند و تحت شرایط خاص به عنوان مثال محیطی تولید میگردند (2). بررسیهای دیگری در رابطه با خصوصیات ضدمیکروبی و ضد بیوفیلمی اسفنجها و شقایقهای دریایی خلیج فارس ایران علیه باکتریهای پاتوژن انسانی گرم مثبت و گرم منفی انجام شده است (3-6). که میتوان گفت اغلب آنها دارای اثرات مطلوبی بودهاند.
در ابتدا عصارهگیری با استفاده از حلالهای متفاوت قطبی، غیر قطبی و یا هر دو از نمونه دریایی گرفته میشود. قطر هاله عدم رشد (ZOI) با استفاده از روشهای دیسک دیفیوژن آگار و یا چاهک پلیت آگار اندازهگیری میگردد. در ادامه میتوان با استفاده از پروتکلهای استانداردی مانند CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) به تعیین حداقل غلظت مهار کنندگی (Minimum inhibitory concentration) و کشندگی (Minimum bactericidal concentration) باکتری پرداخت. جهت بررسی بیوفیلم باکتریایی روشهای متفاوتی وجود دارد که از جمله آنها میتوان به رنگآمیزی کریستال ویوله و ثبت جذب نوری توسط اسپکتروفوتومتر اشاره نمود. از تکنیکهایی مانند GC و GC-MS برای شناسایی ترکیبات موجود در عصاره استفاده میگردد.
نتایج تحقیقات نشان میدهند که عصاره متانولی شقایق دریایی Stichodactyla haddoni اثر مطلوبی بر بیوفیلم باکتری پسودوموناس آئروژینوزا داشته است و در مورد فعالیت ضد باکتریایی سه قسمت عصاره S. haddoni در برابر اشکال پلانکتونی شش باکتری مورد بررسی، تأیید کرد که این عصارهها مهار کافی دارند. با این حال، میزان مهار در برابر باکتریهای مختلف متفاوت است. همچنین، اثر به دست آمده با روش چاهک پلیت آگار برای اثر ضدمیکروبی قویتر از اثر به دست آمده با روش انتشار دیسک بود. این نتیجه انتظار میرود زیرا انتشار عصاره شقایق دریایی در چاهک آگار بهتر از دیسک کاغذی است. بنابراین ، منطقه مهاری، بزرگتر از همتای آن در تکنیک دیسک پلیت آگار خواهد بود (5). اگرچه نتایج میتوانند امیدوار کننده باشند، با این وجود چالشهایی هنوز در این رابطه مطرح میباشند از جمله اینکه جمعآوری این نمونههای دریایی در حجم انبوه امکان پذیر نیست. از طرفی دیگر، با شیوع مقاومت آنتیبیوتیکی در بین باکتریها نیاز به کشف و شناسایی ترکیبات جدید با خواص دارویی احساس میگردد. از اینرو بررسیهای بیشتر جهت بهینه نمودن فرآیندها و تکنیکها توسط محققین توصیه میگردد.
به کوشش
هما حمایلی 1، 2، 3، مهدی حسن شاهیان 4، مجید عسکری حصنی 5
1 کاندیدای دکتری میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا (س) تهران، تهران، ایران
2 عضو انجمن میکروب شناسی ایران
3 کارشناس ارشد میکروبیولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
4 استاد گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
5 دانشیار گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
منابع:
1. Bhatnagar I, Kim S-K. Immense essence of excellence: marine microbial bioactive compounds. Marine drugs. 2010;8(10):2673-701.
2. Zahner H. Novel approaches to metabolite screening. Bioactive Microbial Products: Search and Discovery. 1982:51-70.
3. Hamayeli H, Hasanshahian M, Namaki Shoshtari A, Askari Hesni M. Study the antimicrobial effect of three marine sponges (Dysidea sp.) collected at Persian Gulf on some pathogenic bacteria in planktonic and biofilm forms. Iranian Journal of Medical Microbiology. 2017; 11(4):45-56.
4. Hamayeli H, Hassanshahian M, Mohammadi M. The anti-biofilm effects of sponge (Callyspongia sp.) and two sea anemones (Zoanthus sansibaricus and Cerianthus lloydii) collected from the Persian Gulf. Journal of Kerman University of Medical Sciences. 2018;25(6):493-504.
5. Hamayeli H, Hassanshahian M, Hesni MA. The antibacterial and antibiofilm activity of sea anemone (Stichodactyla haddoni) against antibiotic-resistant bacteria and characterization of bioactive metabolites. International Aquatic Research. 2019;11(1):85-97.
6. Hamayeli H, Hassanshahian M, Askari Hesni M. Identification of Bioactive Compounds and Evaluation of the Antimicrobial and Anti-biofilm Effect of Psammocinia sp. and Hyattella sp. Sponges from the Persian Gulf. Thalassas: An International Journal of Marine Sciences. 2020;36(2).
