توصيفگر ها :
فعاليت ضدميكروبي , عصاره لاروي , Hermetia illucens، , Tenebrio molitor , ايمن سازي لارو
چكيده فارسي :
حشرات داراي نوعي سيستم ايمني ذاتي هستند كه به آن ها در پاسخ ايمني به عوامل بيماري زا كمك مي كند. در نتيجه اين پاسخ بيان پپتيدهاي ضدميكروبي است. بيان پپتيد هاي ضد ميكروبي در لاروهاي Hermetia illucens (HI) و Tenebrio molitor (TM) به طور قابل توجهي توسط فعال سازي ايمني ذاتي ناشي از عامل بيماري زا يا محرك افزايش مي يابد. هدف از اين مطالعه ارزيابي فعاليت ضدميكروبي عصاره هاي لارو مگس سياه سرباز(H. illucens) و كرم زرد آرد(T. molitor) عليه باكتري هاي Pseudomonas aeruginosa (ATCC8739) و Escherichia coli (ATCC9027) در شرايط قبل و بعد از ايمن سازي بود. عصاره اين دو لارو قبل و بعد از ايمن سازي پس از استخراج با استفاده از متانول به چهار فاز، فاز تام (FT)، فاز آبكي (FA)، فاز هگزان (FH) و فاز اتيل استات (Feth) جداسازي شد. سپس با استفاده از روش ميكروپليت براي فعاليت ضدميكروبي آزمايش شد. فعاليت ضدباكتريايي با استفاده از پنج غلظت عصاره در هر چاهك ميكروپليت در پنج غلظت 100، 200، 400، 500 و 1000 ميكروگرم بر ميلي ليتر در سه تكرار انجام شد. با استفاده از آزمون كدورت سنجي ميزان جذب نوري هريك از چاهك ها بدست آمد. نتايج حاصل از ارزيابي قبل از ايمن سازي نشان داد كه كمترين ميزان غلظت مهار %50 برابر با 50 ميكروگرم در فاز آبكي گروه E. coli – T. molitor مشاهده شد. اين نتيجه مي تواند قطبي بودن پپتيدهاي ضدميكروبي را تاييد كند كه عمدتاً در فاز آبكي يا فازهاي متانولي وجود دارند. همچنين نتايج، وابستگي اثر مهاري وابسته به دز را تأييد كردند، بهگونهاي كه افزايش غلظت عصاره موجب كاهش معنيدار جذب نوري و افزايش قدرت بازدارندگي شد. بعد از ايمن سازي نسبت به قبل از ايمن سازي تاثير قابل توجهي برروي فعاليت ضدميكروبي نداشت ولي عصاره ها اثر وابسته به دز خود را حفظ كرده بودند. به اين ترتيب كه با افزايش غلظت ميانگين جذب نوري كاهش يافته است. در نتايج بعد از ايمن سازي كمترين ميزان غلظت مهار %50 برابر با 390 ميكروگرم بر ميلي ليتر در فاز هگزان گروه P. aeruginosa – T. molitor نشان داده شده است. وجود اسيدهاي چرب در فاز هگزان مي تواند دليل بر فعاليت ضدميكروبي اين فاز باشد. اسيد چرب با ورود به غشا سلولي باكتري نفوذپذيري آن را افزايش داده و منجر به مرگ باكتري مي شود. نتايج اثر متقابل سه گانه لارو-باكتري، فاز عصاره گيري و دز نشان داد كه ايمن سازي با E. coli در لاروهاي T. molitor به ويژه در فاز تام و اتيل استات در دزهاي بالاتر، بازدارندگي را ايجاد كرده است. در مقابل ايمن سازي با P. aeruginosa ضعيف ترين اثر را در مهار باكتري ها داشت. ايمن سازي لارو حشرات به ويژه H. illucens يك روش نوين و موثر براي توليد انبوه تركيبات ضدميكروبي قوي است. اما در اين پژوهش مواردي نظير فعال سازي ناكامل مسيرهاي ايمني ذاتي، ميزان دز باكتري ايمن ساز، نوع عامل بيماري زا و زمان نامناسب استخراج عصاره بر موثر نبودن ايمن سازي مي تواند دخالت داشته باشد. اين يافته ها زمينه ساز استفاده كاربردي از پپتيدها و تركيبات زيست فعال لاروها در داروسازي و عليه عوامل بيماري زاي گياهي در صنعت كشاورزي حائز اهميت هستند.
چكيده انگليسي :
Insects possess an innate immune system that facilitates their immune response to pathogens, primarily through the expression of antimicrobial peptides (AMPs). The expression of these peptides in the larvae of Hermetia illucens (HI) and Tenebrio molitor (TM) is significantly upregulated by innate immune activation induced by pathogens or stimuli. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity of larval extracts from the Black Soldier Fly (H. illucens) and the Yellow Mealworm (T. molitor) against Pseudomonas aeruginosa (ATCC8739) and Escherichia coli (ATCC9027), both before and after immunization. The larval extracts, obtained pre- and post-immunization, were extracted using methanol and partitioned into four phases: Total Phase (FT), Aqueous Phase (FA), Hexane Phase (FH), and Ethyl Acetate Phase (Feth). Antimicrobial activity was assessed using the microplate method across five concentrations (100, 200, 400, 500, and 1000 μg/ml) in triplicate. The optical density (OD) of each well was measured using a turbidimetric assay to determine bacterial growth. The results indicated that the lowest 50% inhibitory concentration (IC50) was 50 μg/ml, observed in the aqueous phase of the T. molitor group against E. coli. This finding supports the polar nature of the antimicrobial peptides, which are predominantly concentrated in the aqueous or methanolic phases. The results confirmed a dose-dependent inhibitory effect; increasing extract concentrations led to a significant decrease in optical density and a corresponding increase in inhibitory potency. Immunization did not yield a statistically significant impact on antimicrobial activity compared to pre-immunization levels; however, the extracts maintained their dose-dependent efficacy. The lowest IC50 post-immunization was 390 μg/ml , recorded in the hexane phase of the T. molitor group against P. aeruginosa. The antimicrobial activity of the hexane phase may be attributed to the presence of fatty acids. These fatty acids penetrate the bacterial cell membrane, increasing its permeability and ultimately leading to cell death. Analysis of the triple interaction (larva-bacteria, extraction phase, and dose) revealed that immunization with E. coli in T. molitor larvae—particularly in the total and ethyl acetate phases at higher doses—induced notable inhibition. Conversely, immunization with P. aeruginosa showed the weakest inhibitory effect. While larval immunization, especially in H. illucens, represents a novel and effective strategy for the mass production of potent antimicrobial compounds, factors such as incomplete activation of innate immune pathways, the dosage of the immunizing bacteria, the specific type of pathogen used, and the timing of extract collection may have influenced the observed efficacy. These findings lay the groundwork for the practical application of larval-derived peptides and bioactive compounds in pharmaceuticals and the agricultural industry for controlling plant pathogens.