Theo: Quach NT, Nguyen QH, Vu TH, Le TT, Ta TT, Nguyen TD, Van Doan T, Dang TT, Nguyen XC, Chu HH, Phi QT. Plant-derived bioactive compounds produced by Streptomyces variabilis LCP18 associated with Litsea cubeba (Lour.) Pers as potential target to combat human pathogenic bacteria and human cancer cell lines. Brazilian Journal of Microbiology. 2021 Sep;52(3):1215-24. https://doi.org/10.1007/s42770-021-00510-6
Ngày đăng: 01/05/2021
Vui lòng ghi rõ nguồn https://cnsh.vnua.edu.vn/ khi đăng lại nội dung này
Hiện nay, việc lạm dụng thuốc kháng sinh đã dẫn đến sự gia tăng tình trạng kháng nhiều loại kháng sinh trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra. Thực trạng này dẫn đến nhu cầu cấp thiết trong việc tìm kiếm các hợp chất mới với các cơ chế điều trị bệnh ở người, trong đó có phương pháp sử dụng xạ khuẩn nội sinh.
Nghiên cứu trên được thực hiện với mục đích đánh giá hoạt tính sinh học của các chất chuyển hóa tổng hợp bởi Streptomyces variabilis LCP18 trong cây thuốc Màng Tang đối với vi khuẩn gây bệnh và các dòng tế bào ung thư ở người. Bằng việc sử dụng một số phương pháp, bao gồm phân lập và xác định đặc điểm hình thái, sinh trưởng của chủng LCP18 từ rễ cây Màng Tang; phân tích sự phát sinh loài; khuếch đại gen sinh tổng hợp hợp chất thứ cấp; tinh chiết và làm rõ cấu trúc của các chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học; nghiên cứu hoạt động kháng khuẩn và phân tích khả năng độc tế bào, nghiên cứu này đã đưa ra được các kết quả sau đây:
1. Xác định xạ khuẩn phân lập LCP18:
Hoạt động kháng khuẩn phổ rộng từ các mô của chủng xạ khuẩn L. cubeba (Lour.) LCP18 khi mà LCP18 kháng mạnh 7 trong số 8 vi khuẩn được thử nghiệm.
Ngoài ra, PCR sử dụng DNA phân lập từ LCP18 phát hiện có chứa hai gen sinh tổng hợp chất chuyển hóa thứ cấp bao gồm PKS-II và NRPS (Ảnh 1). Xét về mối quan hệ phát sinh loài cho thấy rằng, chủng xạ khuẩn LCP18 đã hình thành một phân lớp riêng biệt với độ tương đồng 16S rDNA cao nhất (100%) khi so sánh với Streptomyces variabilis NRRL B-3984, do đó Streptomyces sp. LCP18 được xác định là S. variabilis LCP18.
    |
 |
| Ảnh 1. Các đặc điểm sinh lý, sinh hóa và sự nhạy cảm với kháng sinh của LCP18 |
2. Đặc tính kháng khuẩn và gây độc tế bào của chất chuyển hóa thứ cấp từ S. variabilis LCP18:
CEAE (dịch thô khô chiết xuất etyl axetat) của S. variabilis LCP18 thể hiện tính kháng khuẩn đối với bảy vi khuẩn Gram dương và Gram âm với giá trị MIC (nồng độ ức chế tối thiểu) dao động từ 2 đến 128 mg / ml (Ảnh 2).
Để đánh giá độc tính tế bào của S. Variabilis LCP18 đối với các dòng tế bào ung thư ở người gồm A549, Hep3B, và MCF7; xét nghiệm MTT được sử dụng để đo khả năng tồn tại của tế bào khi đáp ứng với 30 và 100 µg / ml CEAE (Ảnh 3). CEAE biểu hiện hoạt động ức chế sinh trưởng đáng kể, chống lại tất cả các dòng tế bào ở người, với khả năng tồn tại của các tế bào trong khoảng từ 24,16 đến 51,16%.
|
 |
| Ảnh 2. Sự kháng khuẩn của CEAE đối với bảy tác nhân gây bệnh |
|
 |
| Ảnh 3. Hoạt động gây độc tế bào từ CEAE của S. variabilis LCP18 chống lại dòng ung thư tế bào vẩy ở người |
3. Tinh chế và làm rõ cấu trúc của các chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học:
Chiết xuất LCP18 được tinh chế và 5 hợp chất chuyển hóa chứa hoạt tính sinh học có nguồn gốc thực vật được phát hiện, bao gồm: isopcrunetin, genistein, daidzein, syringic axit và daucosterol.
4. Nghiên cứu các hoạt động kháng khuẩn và kháng ung thư:
Bốn hợp chất có nguồn gốc thực vật bao gồm daidzen, isoprunetin, genistein và axit syringic đã được thí nghiệm về khả năng kháng S. typhimurium và MRSE với giá trị MIC dao động từ 16 đến 128 µg / ml (Ảnh 4). Trong đó, isoprunetin thể hiện khả năng kháng mạnh mẽ với S. aureus (MIC là 16 μg / ml). Mặt khác, thí nghiệm MTT được thực hiện cho thấy: Trong khi MCF7 có khả năng chống lại tất cả các hợp chất, thì A549 lại nhạy cảm nhất với isoprunetin (36,1 ± 2,43 µM / ml), sự ức chế sự tăng sinh của tế bào Hep3B chỉ xảy ra xử lý bằng isoprunetin với giá trị MIC 73,5 ± 8,61µM / ml.
|
 |
| Ảnh4. Các tác động kháng khuẩn và gây độc tế bào của các hợp chất chiết xuất từ S. variabilis LCP18 |
Kết quả từ nghiên cứu này đã chứng minh, S. variabilis LCP18 có khả năng tạo ra các chất chuyển hóa thứ cấp, có mặt trong thực vật gồm isoprunetin, genistein, daidzein, axit syringic và daucosterol. Ngoại trừ daidzein, các cấu trúc hóa học cũng như các hoạt tính sinh học của bốn chất còn lại đều không giống với bất kì chất chuyển hóa nào sản xuất bởi xạ khuẩn.
Streptomyces variabilis LCP18 đóng vai trò là nhà máy tế bào của các hợp chất có nguồn gốc thực vật, làm giảm đi nhu cầu thu hoạch các loại cây quý hiếm và mọc chậm. Do đó, cần có thêm nhiều nghiên cứu sâu hơn, hướng tới việc giải trình tự toàn bộ gen của S. variabilis LCP18 nhằm xác định các cụm gen sinh tổng hợp các hợp chất đã biết cũng như chưa biết.
Tài liệu tham khảo:
1. Das R, Romi W, Das R, Sharma HK, Thakur D (2018) Antimicrobial potentiality of actinobacteria isolated from two microbiologically unexplored forest ecosystems of Northeast India. BMC Microbiol 18(1):71. https://doi.org/10.1186/ s12866-018-1215-7
2. Govindasamy V, Franco CMM, Gupta VVSR (2013) Endophytic Actinobacteria: diversity and ecology. Advances in Endophytic Research. Springer India. https://doi.org/10.1007/ 978-81-322-1575-2_2
3. Berdy J (2005) Bioactive microbial metabolites. J Antibiot 58(1):1–26. https://doi.org/10.1038/ja.2005.1
4. Christina A, Christapher V, Bhore SJ (2013) Endophytic bacteria as a source of novel antibiotics: an overview. Pharmacogn Rev 7(13):11. https://doi.org/10.4103/0973-7847.112833
5. McGowan JV, Chung R, Maulik A, Piotrowska I, Walker JM, Yellon DM (2017) Anthracycline chemotherapy and cardiotoxicity. Cardiovasc Drugs Ther 31(1):63–75. https://doi.org/10.1007/s10557-016-6711-0
6. Kekuda P, Onkarappa R, Jayanna N (2015) Characterization and antibacterial activity of a glycoside antibiotic from Streptomyces variabilis PO-178. STAR 3(4):116–121. https://doi.org/10.4314/star.v3i4.17
7. Dholakiya RN, Kumar R, Mishra A, Mody KH, Jha B (2017) Antibacterial and antioxidant activities of novel actinobacteria strain isolated from Gulf of Khambhat. Gujarat Front Microbiol 8:2420. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02420
Người dịch: Ngô Phương Hiền – K63CNSHE, Phạm Gia Bảo – K65CNSHE
Biên tập: Cao Thị Thu Thuý