שימוש בנוטריינטים כתרכובות אנטי בקטריאליות: ארגינין וציסטאין מעכבים הישרדות סלמונלה בחלבון ביצה

עמידות לאנטיביוטיקה מהווה בעיה עולמית בתחום בריאות הציבור ובתעשיית העופות, המחייבת פיתוח שיטות חדשות להתמודדות עם חיידקים פתוגניים. סלמונלה, חיידק פתוגני, מהווה מקור לזיהומים בבני אדם ועופות. סלמונלה מסוגלת לשרוד ולהתרבות בחלבון הביצה אף על פי שהוא סביבה בעלת תכונות אנטי-בקטריאליות. שיערנו כי מאחר שחיידקים התפתחו לשרוד בסביבות מסוימות, הוספת תרכובות שונות ובהן תרכובות המהוות מקור מזון, עשויה לשנות את הסביבה, לשבש את גדילת החיידקים או לגרום לשינויים בהתנהגותם, כגון שינוי ביטוי גנים. כחלק מהוכחת ההיתכנות, התמקדנו בסביבת חלבון הביצה ובפתוגן סלמונלה. למרות תכונותיו האנטי-בקטריאליות של חלבון הביצה, סלמונלה מסוגלת לשרוד ולגדול בסביבה זו, מה שעלול להוביל לזיהומים באפרוחים ובבני אדם. במחקר זה, בחנו את השפעתן של 20 חומצות אמינו על גדילת סלמונלה בחלבון ביצה. מתוך חומצות האמינו שנבדקו L-ארגנין ו-L-ציסטאין נמצאו כמפחיתות את גדילת סלמונלה בריכוזים פיזיולוגיים. כדי להבין את המנגנון שמאחורי עיכוב הצמיחה על ידי L-ארגינין, השתמשנו בשיטת TnSeq. TnSeq זיהה גנים רבים של סלמונלה הנחוצים להישרדות בחלבון ביצה, כולל גנים הקשורים להובלת ברזל, יצירת ביוטין, תגובות עקה, שלמות התא ותיקון דנ"א. עם זאת, השוואת גדילת הסלמונלה בסביבת חלבון ביצה עם ובלי L-ארגינין העלתה הבדלים מועטים בתדירות החדרת הטרנספוזונים בגנים שונים. בנוסף, גם D-ארגינין וגם D-ציסטאין נמצאו כמעכבי סלמונלה בחלבון ביצה, מה שמרמז על מנגנון פעולה כימי ולא ביולוגי. חשוב לציין כי לתרכובות אלו אין תכונות אנטי-בקטריאליות מובנות, והן הופכות לאנטי-בקטריאליות רק בהקשר סביבתי ספציפי. לסיכום, ממצאים אלה מדגימים כי הוספת תרכובות תזונתיות לסביבות חיידקיות יכולה לשמש כגישה חדשנית לעיכוב צמיחת חיידקים פתוגניים. מחקרים עתידיים על השפעת תרכובות בסביבות רלוונטיות נוספות עשויים לחשוף דרכים חדשות להפחתת רמות הפתוגנים.