Proteomická analýza bakterií po vystavení různým formám zinku

Abstract

Bakteriální rezistence vůči antibiotikům je vážným celosvětovým problémem ohrožujícím lidské zdraví. Antibiotika jsou používána v humánní, veterinární medicíně, ale i v zemědělství. Aby se předešlo gastrointestinálním infekcím u selat v chovech prasat, se zákazem antibiotik, se jako profylaktické léčivo začal používat oxid zinečnatý (ZnO). Vysoká koncentrace zinku ovlivňuje střevní mikrobiom a nevstřebaný ZnO je tak vyloučen z organismu selete a v podobě mrvy se dostává do prostředí a zapojuje do trofického řetězce. Dlouhodobá expozice ZnO může vést ke vzniku zkřížené rezistence k antibiotikům, zvýšení virulence, které jsou odraženy v proteomickém profilu bakterií. Předložená práce se zabývá vlivem ZnO a ZnO NPs na bakterii Escherichia coli. Získaná data ukazují na vliv ZnO v podobě vzniku fenotypové antibiotické rezistence způsobené vlivem zinkové suplementace. Při vyhodnocování dat proteomické analýzy byl, statistickými metodami, potvrzen vliv ZnO a ZnO NPs na zvýšení produkce proteinů spjatých s multi-drug rezistencí u bakterie E. coli. U E. coli vystavené vlivu ZnO jsou detekovány četnější změny proteomického profilu než v případě zátěže ZnO NPs.

The bacterial resistance to antibiotics is a serious problem that is touching the whole World and affecting human health. Antibiotics are mainly used in medicine, veterinary medicine, and even in agriculture in not negligible quantity. To prevent gastrointestinal infection that has typically occurred in piglets in large pig rearing, with antibiotic ban the society has started to use zinc oxide as a prophylactic drug replacement. The high concentration of zinc can affect the intestinal microbiome and it often ends up in the feces of piglets which can and often have a negative effect in the environment. Long-term exposition to ZnO (zinc oxide) can provoke an antibiotic resistance syndrome, and increase virulence which will manifest in proteomic profile of bacteria. The subject of this thesis is to find out what influence the ZnO and ZnO NPs have on the bacteria Escherichia coli. Data that was collected, has shown the effects on phenotypic antibiotic resistance which was caused by conscious supplementation of zinc. The results that were obtained during proteomic analysis by various statistical methods have confirmed the connection between the number of proteins that have been produced and the influence of ZnO and ZnO NPs on multi-drug resistivity. For E. coli exposed to ZnO, more frequent changes in proteomic profile are detected than in the case of ZnO NPs.