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Gewählte Publikation:

Publikationstyp: Dissertation
Dokumenttyp:

Jahr: 2017

AutorInnen: Shaalan, Mohamed Ibrahim Gaber

Titel: Role of nanoparticles in fish diseases pathogenesis.

Titelvariante: Die Rolle von Nanopartikeln in der Pathogenese der Fischkrankheiten

Quelle: Dissertation, Vet. Med. Univ. Wien, pp. 80.


Autor/innen der Vetmeduni Vienna:

Shaalan Mohamed

Betreut von:
El-Matbouli Mansour

Begutachtet von:
Weissenböck Herbert

Einrichtung:
Universitätsklinik für Geflügel und Fische, Klinische Abteilung für Fischmedizin


Abstract:
Antibiotikaresistenzen bedrohen die Gesundheit von Mensch und Tier. Der unspezifische Einsatz von Antibiotika vergrößert das Problem, da Gene für Antibiotikaresistenzen an Bakterien in verschiedenen Umgebungen weitergegeben werden. Metallische Nanopartikel könnten Antiobiotika ersetzten. Deshalb wurde die antimikrobielle Wirkung in in vitro und in vivo Studien beurteilt. Für in vitro Studien wurden Nanopartikel aus Silber durch chemische Reduktion hergestellt. Die Beschreibung der Nanopartikel erfolgte mittels UV-Vis-Spektroskopie, Zetasizer und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Nanopartikel wurden hinsichtlich ihrer antimikrobiellen Wirkung gegen Aeromonas hydrophila, Aphanomyces invadans, Edwardsiella tarda, Edwardsiella ictaluri, Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida, Francisella noatunensis subsp. orientalis und Yersinia ruckeri bewertet. Die minimale Hemmkonzentration (MHK) der Silbernanopartikel gegen A. salmonicida und A. invadans war 17 µg/mL. Die MHKs von Zinkoxidnanopartikel gegen A. invadans, A. salmonicida und Y. ruckeri lagen bei 3.15, 15.75 und 31.5 µg/mL. Der MTT-Test wurde an der (EK-1) Zelllinie durchgeführt; nach der Inkubation mit Silbernanopartikel wurde im Vergleich mit jener mit Zinkoxidnanopartikel eine höhere Zellviabilität beobachtet. TEM zeigte die Bindung von Silbernanopartikel an die bakterielle Zellmembran und eine gänzliche Zerstörung der Zelle. Für das in vivo Experiment wurden Regenbogenforellen (n=120) in vier gleiche Gruppen unterteilt. Die erste Gruppe wurde A. salmonicida ausgesetzt, die zweite Gruppe wurde mit A. salmonicida infiziert und in ein Bad mit Silbernanopartikel (100 µg/L) getaucht, der dritten Gruppe wurde nach der Infektion mit A. salmonicida eine intraperitoneale Injektion mit Silbernanopartikeln (17 µg/mL) verabreicht und die vierte Gruppe diente als negative Kontrolle (wurde nicht infiziert und nicht mit Silbernanopartikel behandelt). Die Bakterienkonzentration für die Infektion wurde auf 4.6×104 CFU/mL eingestellt. Die Fische wurden an Tag 7 und 35 nach der Exposition beprobt. Sieben Tage nach der Exposition zeigte die Histopathologie der Fische aus der reinen Infektionsgruppe bakterielle Aggregate und degenerativ-nekrotische Veränderungen in den Fischorganen. Die am 35. Tag nach der Exposition beprobten Fischorgane enthielten keine Bakterienaggregate aber die Lebernekrosen blieben bestehen. Die Fische aus der mit Silbernanopartikel behandelten Gruppe und der negativen Kontrollgruppe zeigten keine Krankheitsanzeichen, es kam zu keinen Mortalitäten oder histopathologischen Veränderungen und die Untersuchung mittels PCR auf A. salmonicida war zu beiden Zeitpunkten negativ. Silberrückstände in den Geweben waren je nach Art der Silberverabreichung und Organ unterschiedlich. Die Verabreichung durch Eintauchen in ein Bad mit Silbernanopartikel führte zu geringeren Silbergehalten als die intraperitoneale Injektion. Zusammenfassend veranschaulichen diese Forschungsergebnisse die antibakteriellen Eigenschaften von Silbernanopartikel gegen A. salmonicida Infektionen bei Regenbogenforellen. Deshalb sind sie vielversprechende Substanzen für die Entwicklung von antimikrobiellen Wirkstoffen in der Aquakultur.


Im Rahmen der Hochschulschrift entstandene Publikation(en):

Shaalan, MI; El-Mahdy, MM; Theiner, S; El-Matbouli, M; Saleh, M (2017): In vitro assessment of the antimicrobial activity of silver and zinc oxide nanoparticles against fish pathogens. Acta Vet Scand. 2017; 59(1):49
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Shaalan, M; Saleh, M; El-Mahdy, M; El-Matbouli, M (2016): Recent progress in applications of nanoparticles in fish medicine: A review. Nanomedicine. 2016; 12(3):701-710

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