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Gewählte Publikation:

Publikationstyp: Dissertation

Publikationsjahr: 2014

AutorInnen: Schaumberger, Simone

Titel: Evaluation of the endotoxin binding efficiency of clay minerals using the Limulus Amebocyte lysate test.

Titelvariante: Evaluierung der Endotoxin Bindungskapazität von Tonmineralien mit Hilfe des Limulus Amebocyten Lysat Tests: Eine in vitro Studie

Quelle: Dissertation, Vet. Med. Univ. Wien, pp. 38.


Betreut von:

Ritzmann Mathias

Begutachtet von:
Zebeli Qendrim

Einrichtung:
Universitätsklinik für Schweine


Abschluss Datum: 13.03.14


Abstract:
Endotoxine (chem. Lipopolysaccharide, LPS), sind Zellwandbestandteile aller Gram-negativen Bakterien. LPS wird kontinuierlich in die Umgebung freigesetzt. Ihre immunstimulierende Wirkung ist gut erforscht. Wenn es zu einem Zusammenbruch, des Endotoxin neutralisierenden Systems im Körper kommt, kann dies zu systemischen Entzündungen, Endotoxemie, Schock und sogar Tod führen. Ein Futterzusatzstoff, der Endotoxine im Verdauungstrakt der Tiere bindet, kann positiv dazu beitragen, diese negativen Effekte im Tier zu unterbinden. In unserer Studie wurde der kinetisch chromogene Limulus Amebocyte Lysat (LAL) Test verwendet, um die Endotoxin-Bindungs-Effizienz und Kapazität von einem reinen Bentoniten (Smektiten, Bentonit 1), einem Sodium- Bentoniten (Bentonite 2) und zwei Oberflächen behandelten Tonmineralien, einem Smektiten (Organoclay 1) und einem Attapuligten (Organoclay 2), zu testen. Als Positivkontrolle wurde das Polypeptidantibiotikum Polymyxin B (PMB) verwendet. Es ist bekannt, dass PMB LPS in einem 2-Phasen Mechanismus bindet. Es wurden ein Einzel-Bindungs-Experiment (niedere LPS Konzentration 10 Endotoxin Units/mL (EU/mL)) bei Raumtemperatur und 37 °C, ein Experiment zur Adsorptions-Effizienz in wässrigen Lösung mit zunehmender LPS Konzentration (2,450-51,705 EU/mL) und ein Bindungs-Experiment in künstlichem Darmsaft mit LPS Konzentrationen bis 120,000 EU/mL bei 37 °C und zwei Stunden Inkubation durchgeführt. Im Einzel-Bindungs-Experiment konnten nur PMB und Organoclay 1 100 % des zugesetzten LPS bei beiden Temperaturen binden. Organoclay 2 zeigte schwankende Ergebnisse, die auf ein inhomogenes Grundmaterial oder eine unspezifische Bindung, schließen lassen. Bentonite 1 und 2 zeigten eine geringere Bindungseffizienz als 14 %. Unterschiede in Endotoxin Bindungs-Effizienz (%) und Kapazität (mg/g), wurden bei Organoclays und Bentoniten in wässriger Lösung und in künstlichen Darmsaft berechnet. Organoclay 1 zeigte in wässriger Lösung eine vergleichbare Effizienz (81.6 %; P=0.385) wie PMB (76.4 %). Organoclay 2, Bentonite 1 und 2 erzielten eine signifikant geringere Bindungskapazität (P =0.013, P = 0.026, P = 0,022) im Vergleich zu PMB in wässriger Lösung. Das Bindungsverhalten zeigt einen linearen Anstieg und höchste Bindungskapazitäten wurden in höchster konzentrierter Endotoxin Lösung erzielt (51.704 EU/mL): 5,59 mg/g (Organoclay 1) >3,97 mg/g (Polymyxin B) > 2.58.mg/g (Organoclay 2) > 1,55 mg/g (Bentonit 1) > 1,23 mg/g (Bentonit 2). Experimente im künstlichen Darmsaft wurden nur mit PMB, Organoclay 1 und Bentonit 1 durchgeführt, um eine Idee des Verhaltens der Produkte in einem komplexen Medium zu erhalten. Ergebnisse in einer vergleichbaren Endotoxinkonzentration in wässriger Lösung und im künstlichen Darmsaft ergaben, eine verminderte Bindungskapazität für Organoclay 1 (3.03 mg/g vs. 0.65 mg/g), während Bentonit 1 eine verbesserte Kapazität zeigte (0.81 mg/g vs. 0.72 mg/g). Das verwendete Medium zeigt einen klaren Einfluss auf die Endotoxinbindung an Tonmineralien, was zum einen an der Struktur des Endotoxins in verschiedenen Lösungen liegen kann und zum anderen an dem Verhalten der Binder in komplexeren Lösungen.

Schlagworte:
Endotoxin / Lipopolysaccharide / Bentonite / Organoclay / Bindung / LAL Test


Im Rahmen der Hochschulschrift entstandene Publikation(en):

Schaumberger, S; Ladinig, A; Reisinger, N; Ritzmann, M; Schatzmayr, G (2014): Evaluation of the endotoxin binding efficiency of clay minerals using the Limulus Amebocyte lysate test: an in vitro study. AMB Express. 2014; 4(1):1
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