اثربخشی نایسین ریزپوشانی شده با سدیم آلژینات و کیتوزان بر تشکیل بیوفیلم در لیستریا مونوسایتوجنز
محورهای موضوعی : بهداشت مواد غذایی
سجاد باباخانی
1
,
فرزانه حسینی
2
*
,
پرویز پاکزاد
3
,
مریم بی خوف تربتی
4
1 - دانشجوی دکتری گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - استاد گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
4 - استادیارگروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، واحد شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
لیستریا مونوسایتوجنز عامل لیستریوزیس منتقله از طریق غذا است و بقای طولانی از طریق تشکیل بیوفیلم دارد. هدف این مطالعه بررسی اثر رقت IU/ml 102 نایسین و نایسین میکروکپسوله شده با کیتوزان و سدیم آلژینات بر تشکیل بیوفیلم و تغییر سطح بیان ژن‌های مرتبط با بیوفیلم در لیستریا مونوسایتوجنز بود. لیستریا مونوسایتوجنز ATCC 19115، سروتایپ b4 به‌وسیله نایسین IU/ml 102 و نایسین میکروکپسوله با کیتوزان و سدیم آلژینات تیمار شد. اثربخشی نایسین بر بقای سلولی از طریق محاسبه جذب نوری برآورد شد. پس از اثبات وجود ژن‌های prfA، sigB و agrA، اثر نایسین IU/ml 102 بر روی بیوفیلم لیستریا مونوسایتوجنز به روش میکروتیتر پلیت بررسی شد. تغییر بیان ژن‌های prfA، sigB و agrA با استفاده از روش ریل تایم (qRT-PCR) واکاوی شد. میزان مهار بیوفیلم لیستریا مونوسایتوجنز در دمای 37 درجه سلسیوس و 5/5 pHتوسط نایسین 57 درصد بود. بیشترین مهار بیوفیلم مربوط به استفاده هم‌زمان نایسین IU/ml 102 با کیتوزان و سدیم آلژینات در دمای 37 درجه سلسیوس و 5/5 pHبود. ریزپوشانی با کیتوزان و سدیم آلژینات توانست اثرگذاری نایسین در مهار بیوفیلم را به 76 درصد برساند (0001/0p<). نایسین IU/ml 102 موجب کاهش بیان ژن‌های prfA، sigB و agrA به‌ترتیب به میزان 313/2-، 808/2- و 453/1- برابر نسبت به کنترل شد (p<0.0001). نایسین فعالیت مهاری قابل‌توجهی در برابر بیوفیلم لیستریا مونوسایتوجنز داشت. نایسین میکروکپسوله شده با کیتوزان و سدیم آلژینات دارای یک اثربخشی فوق‌العاده در مهار بیوفیلم لیستریا مونوسایتوجنز بود. نایسین IU/ml 102 می‌تواند موجب کاهش بیان برخی ژن‌های درگیر در تشکیل بیوفیلم لیستریا مونوسایتوجنز شود.
Listeria monocytogenes is a foodborne pathogen the cause of listeriosis that has long-term survival due to biofilm formation. This study aimed to investigate the efficacy of nisin 102 IU/ml, encapsulated nisin with chitosan and sodium alginate on biofilm formation and changing the expression level of genes related to biofilm formation L. monocytogenes ATCC 19115 (serotype 4b) was treated by nisin 102 IU/ml and microencapsulated nisin with chitosan and sodium alginate solutions. The effectiveness of nisin on cell survival was estimated by calculating the optical absorbance. After proving the presence of prfA, sigB, and agrA genes, the effect of 102 IU/ml nisin dilution on L. monocytogenes biofilm was investigated by the microtiter plate method. The expression level of prfA, sigB, and agrA genes was analyzed using real-time PCR methods (qRT-PCR). The inhibition rate of biofilm formation in L. monocytogenes by nisin 102 IU/ml was 57% at 37°C and pH 5.5. The maximum inhibition of biofilm formation was related to the simultaneous use of nisin 102 IU/ml with chitosan and sodium alginate at 37°C and pH 5.5. Microencapsulated nisin with chitosan and sodium alginate can increase its effectiveness in preventing the biofilm formation of L. monocytogenes to 76% (p<0.0001). Nisin 102 IU/ml decreased the expression level of prfA, sigB, and agrA by -2.313, -2.808, and -1.453-fold compared to the control (p<0.0001). Nisin only had significant inhibitory activity against L. monocytogenes biofilm. Microencapsulated nisin with chitosan and sodium alginate had high efficacy in preventing the biofilm formation of L. monocytogenes.Listeria monocytogenes is a foodborne pathogen the cause of listeriosis that has long-term survival due to biofilm formation. This study aimed to investigate the efficacy of nisin 102 IU/ml, encapsulated nisin with chitosan and sodium alginate on biofilm formation and changing the expression level of genes related to biofilm formation L. monocytogenes ATCC 19115 (serotype 4b) was treated by nisin 102 IU/ml and microencapsulated nisin with chitosan and sodium alginate solutions. The effectiveness of nisin on cell survival was estimated by calculating the optical absorbance. After proving the presence of prfA, sigB, and agrA genes, the effect of 102 IU/ml nisin dilution on L. monocytogenes biofilm was investigated by the microtiter plate method. The expression level of prfA, sigB, and agrA genes was analyzed using real-time PCR methods (qRT-PCR). The inhibition rate of biofilm formation in L. monocytogenes by nisin 102 IU/ml was 57% at 37°C and pH 5.5. The maximum inhibition of biofilm formation was related to the simultaneous use of nisin 102 IU/ml with chitosan and sodium alginate at 37°C and pH 5.5. Microencapsulated nisin with chitosan and sodium alginate can increase its effectiveness in preventing the biofilm formation of L. monocytogenes to 76% (p<0.0001). Nisin 102 IU/ml decreased the expression level of prfA, sigB, and agrA by -2.313, -2.808, and -1.453-fold compared to the control (p<0.0001). Nisin only had significant inhibitory activity against L. monocytogenes biofilm. Microencapsulated nisin with chitosan and sodium alginate had high efficacy in preventing the biofilm formation of L. monocytogenes.