Analýza účinků medu bezžihadlových včel Melipona beecheii
Med produkovaný bezžihadlovými včelami druhu Melipona beecheii má v mayanských komunitách významné místo díky svým léčivým vlastnostem. Tradičně je používán k podpoře imunity a hojení infekčních či chronických ran. Novodobé výzkumy dále ukazují, že tzv. ConA-nevázaná proteinová frakce tohoto medu vykazuje výrazné antimikrobiální účinky a inhibuje tvorbu biofilmu bakterií Pseudomonas aeruginosa. Tato frakce ovlivňuje integritu buněk, expresi genů pro bičík a redukuje tvorbu exopolysacharidové matrix, která je pro stabilitu biofilmu klíčová.
V tomto článku se detailněji věnujeme experimentální studii, která pomocí RNA-seq technologie zkoumá, jak ConA-nevázaná proteinová složka medu ovlivňuje transkriptom biofilmů P. aeruginosa (kmen ATCC 27853).
Metodologie
-
Sběr medu: Výběr a získání čerstvého medu bezžihadlových včel M. beecheii pro experimentální účely.
-
Izolace a frakcionace proteinů z medu: Extrakce proteinů a oddělení ConA-nevázané frakce, která obsahuje aktivní antimikrobiální složky.
-
Tvorba biofilmu: Kultivace biofilmu P. aeruginosa na skleněných podložkách v laboratorních podmínkách.
-
Izolace RNA: Po vystavení biofilmu proteinové frakci medu byla izolována RNA pro následnou analýzu.
-
Příprava knihovny pro RNA-seq: Uskutečnění všech kroků přípravy vzorku, včetně purifikace a deplece ribozomální RNA, následně sekvenování (Illumina, párové čtení 150 bp).
-
Bioinformatická analýza dat: Využití softwaru StringTie ke srovnání a analýze výrazně změněných genů mezi kontrolní skupinou a ošetřenými vzorky.
Výsledky
Analýza sekvenovaných transkriptomů odhalila, že působení ConA-nevázané proteinové frakce z medu M. beecheii zásadně změnilo profil genové exprese v biofilmu P. aeruginosa. Došlo k výrazné regulaci (zejména downregulaci) několika klíčových genů oproti kontrolní skupině.
-
Downregulovány byly geny související s tvorbou exopolysacharidů (ESM), které jsou nezbytné pro strukturu biofilmu.
-
Postiženy byly také geny zodpovědné za regulaci druhého posla c-di-GMP, což vede ke snížené tvorbě biofilmu.
-
Naopak zvýšená exprese některých genů může souviset s adaptačními reakcemi nebo obrannými mechanismy bakterií na působení proteinové frakce.
Výsledky podporují hypotézu, že proteinové složky medu M. beecheii pomáhají narušovat strukturu bakteriálních biofilmů a oslabovat jejich rezistenci vůči běžným antibiotikům.
Závěr
Studie ukazuje, že ConA-nevázaná proteinová frakce medu z Melipona beecheii může selektivně potlačovat expresi genů důležitých pro vznik a udržení bakteriálních biofilmů u Pseudomonas aeruginosa. Ukázaná schopnost těchto látek výrazně narušit životaschopnost biofilmu přináší naději na další rozvoj přírodních antibakteriálních přípravků, které by mohly najít uplatnění nejen ve včelařství, ale i v humánní medicíně, zejména v boji proti antibiotické rezistenci.
Zdroj
Výzkum byl podpořen Univerzitou UNAM, která poskytla kapacity pro RNA-seq analýzu, a Institutem technologie v Méridě, kde byla provedena experimentální část. Finanční podpora přišla od SECIHTI. Všem členům týmu patří poděkování za přínos k úspěšnému dokončení projektu.
