Evaluatie van de bioactiviteit van plantenextracten tegen pathogenen in garnalen

Aquacultuur is de snelst groeiende voedingssector ter wereld en wordt beschouwd als een eiwitrijke bron om aan de voedselbehoefte te voldoen, aangezien de natuurlijke hulpbronnen overbelast zijn. Garnalenkwekerij is een van de meest productieve aquacultuursectoren ter wereld, vooral in de regio Azië-Pacific, met exportopbrengsten van miljarden Amerikaanse dollars per jaar (Ganjoor, 2015). De zwarte tijgergarnaal (Penaeus monodon) en de witte beengarnaal (Litopenaeus vannamei) domineren de productie, die goed is voor ongeveer 90% van de totale garnalenproductie in de wereld (FAO, 2014). Tegenwoordig heeft de intensivering van de garnalenkwekerij geleid tot uitbraken van ziekten die als een belangrijke beperking voor de garnalenproductie worden beschouwd, wat grote economische verliezen veroorzaakt in de getroffen garnalenkwekerijen als gevolg van de massale mortaliteit (Kumar et al., 2014; Moss et al., 2012). ). Geschat werd dat 60% van de garnalenverliezen te wijten waren aan virale pathogenen en nog eens 20% aan bacteriële pathogenen (Stentiford et al., 2012). Belangrijke virale pathogenen van garnalen zijn White Spot Syndrome Virus (WSSV), Monodon Baculovirus (MBV), Yellow Head Virus (YHV), Taura Syndrome Virus (TSV), Infectious Hypodermal en Hematopoietic Necrosis Virus (IHHNV) (Flegel, 2006; Sivasankar et al., 2015). Onder de virussen is de WSSV extreem virulent en dodelijk, zeer overwegend en veroorzaakt momenteel de meest nadelige effecten voor de wereldwijde penaeid garnalenaquacultuurindustrie (Walker en Mohan, 2009), wat leidt tot massale sterfte (80 tot 100%) binnen 5- 10 dagen (Chou et al., 1995). Naast virale ziekten hebben bacteriële ziekten ook een verwoestend effect op getroffen garnalenkwekerijen en hebben ze meer aandacht gekregen door de aanwezigheid van Vibrio-soorten, die worden geassocieerd met een hoge mortaliteit in garnalenkwekerijen en kwekerijen (Saulnier, 2000). Sommige Vibrio-soorten waarvan gemeld is dat ze wereldwijd uitbraken van ziekten veroorzaken, zijn V. parahaemolyticus, V. harveyi, V. alginolyticus, V. vulnificus, V. fluvialis, V. anguillarum, V. penaeicida, V. campbelli, V. cholera, V. splendidus etc. (Lightner, 1992; Anderson et al., 1988; Song et al., 1993; Lee et al., 1996; Takahashi et al., 1985a; Costa et al., 1998). Van deze bacteriën wordt Vibrio parahaemolyticus beschouwd als het verwoestende veroorzakende middel voor acute hepatopancreatische necroseziekte (AHPND) of Early Mortality Syndrome (EMS), dat een acute sterfte in garnalen (Penaeus monodon) heeft binnen ongeveer 35 dagen na het uitzetten in groei vijvers (Joshi et al., 2014; Tran et al., 2013). Naast deze ziekten worden larven van garnalen meestal aangetast door de schimmels Lagenidium callinectes en Serolpidium spp. (Karunasagar et al., 2004). Vanwege het voortdurende en toenemende gebruik van antibiotica in de aquacultuur, bestaat er een toenemend gevaar van het ontwikkelen van antibioticaresistente pathogene bacteriën in garnalen, waardoor antibioticabehandeling bij mensen niet effectief is (Madhuri et al., 2012; Zanetti et al., 2001; Yin et al., 2008). Geneeskrachtige planten worden gebruikt als een alternatief middel om infectieziekten te behandelen en om bijwerkingen geassocieerd met synthetische antimicrobiële stoffen te minimaliseren. Geneeskrachtige planten hebben het potentieel om effectieve kruidengeneesmiddelen tegen vissen te zijn - en andere aquacultuurpathogenen, omdat plantenextracten vaak minimale bijwerkingen hebben, secundaire metabolieten bevatten, goedkoop zijn, gemakkelijk biologisch afbreekbaar en extracten gemakkelijk kunnen worden bereid (Madhuri et al., 2012) , Tekwu et al., 2013). Om het risico op ziekten te verminderen, is de ontwikkeling van nieuwe antimicrobiële middelen voor de behandeling van garnaleninfecties van toenemend belang. In de afgelopen jaren is een aantal onderzoeken uitgevoerd om de effectiviteit van natuurlijke antibacteriële verbindingen (voornamelijk plantenextracten) tegen bacteriële infecties van waterdieren te verifiëren (Kumar et al., 2006; Chou et al., 2010; Caruana et al. ., 2012; Chang et al., 2013; Talpur, 2014; Sivagnanavelmurugan et al., 2015; Acar et al., 2015; Dhayanithi et al., 2015; Thanigaivel et al., 2015; Srinivasan et al., 2017; Mohtar et al., 2016; Hoque et al., 2011; Nguyen et al., 2018). Er zijn enkele medicinale planten zoals A. marmelos, L. camara, C. dactylon, M. charantia, P. amarus, P. guajava enz. Die antivirale activiteit vertonen tegen WSSV, IPNV, YHV in de vorm van verschillende extracten (Direkbusarakom et al., 1997; Balasubramanian et al., 2007; Citarasu et al., 2006; Balasubramanian et al., 2008b). Voor deze Ph.D. proefschrift zullen we de antimicrobiële verbindingen van natuurlijke plantenextracten tegen de bovengenoemde pathogenen in Penaeus monodon evalueren, zowel in vitro (Vibrio species, fungi) als in vivo (V. parahaemolyticus, V. harveyi, WSSV). Aan het begin van de studie, op basis van een uitgebreid literatuuronderzoek, zullen planten worden geselecteerd op basis van etnomedisch bewijs en getest tegen specifieke pathogenen om de actieve planten te identificeren. Uit de top drie / vier planten die een hoge activiteit hebben tegen geselecteerde pathogenen, zullen we vervolgens de bioactieve verbindingen identificeren door middel van door bioassay geleide fractionering. De planten zullen ook worden gebruikt voor cytotoxiciteitstests en in vivo-experimenten tegen bekende door pathogenen uitgedrukte garnalen in het laboratorium van Fisheries and Marine Resource Technology Discipline van Khulna University, Bangladesh. Structuur-activiteitsrelaties en synergiestudies zullen ook worden uitgevoerd voor de bioactieve verbindingen van de geselecteerde planten. Er wordt verwacht dat verschillende bioactieve verbindingen zullen worden ontdekt uit de planten, die potentiële activiteit hebben tegen specifieke pathogenen in garnalen om het sterftecijfer tijdens de kweekfase en ook in de broederij te verlagen. Een dergelijk resultaat zal een grote impact hebben op het verminderen van de ziekte-uitbraak in de garnalencultuur in Bangladesh en elders in de wereld.