31.05.2007 Väitös: Orgaaniset hapot parantavat mikrobiologista turvallisuutta

Thursday, 31 May 2007 17:31

Bakteerien torjunnassa on tärkeää niiden ulkokalvon rikkominen. Tuoreessa väitöstutkimuksessa tutkittiin Gram-negatiivisten bakteerien ulkokalvon heikentämistä permeabilisaattoreiden avulla. Tutkija Hanna-Leena Alakomi osoittaa väitöstutkimuksessaan, että orgaanisten happojen avulla voidaan heikentää Gram-negatiivisten bakteerien ulkokalvoa. Hapot tehostavat antimikrobisten yhdisteiden vaikutuksia ja parantavat siten muun muassa elintarvikkeiden mikrobiologista turvallisuutta.

Gram-negatiivisten bakteerien ryhmään kuuluu laaja joukko haittamikrobeja - kuten salmonella - ja elintarvikkeissa esiintyviä pilaajamikrobeja. Monille Gram-negatiivisille bakteereille on ominaista kyky kasvaa pinnoilla ja muodostaa biofilmiä, minkä vuoksi ne aiheuttavat ongelmia prosessiteollisuudessa sekä kliinisissä ympäristöissä. Gram-negatiivisille bakteereille ominainen ulkokalvorakenne heikentää monien antimikrobisten yhdisteiden kulkeutumista solun sisään, minkä vuoksi niiden kasvun estäminen on hankalaa.

Tutkimuksessa osoitettiin, että maitohappo sekä lukuisat muut orgaaniset hapot - kuten bentsoe-, omena- ja sorbiinihappo, joita luontaisesti esiintyy marjoissa - voivat toimia permeabilisaattoreina. Permeabilisaattorit ovat yhdisteitä, jotka kykenevät vaurioittamaan Gram-negatiivisten bakteerien ulkokalvorakennetta ja mahdollistavat hydrofobisten yhdisteiden, kuten antibioottien ja desinfektioaineiden kulkeutumisen solun sisään, jossa ne pääsevät reagoimaan vaikutuskohdissaan. Näin ollen orgaaniset hapot voivat tehostaa antimikrobisten yhdisteiden vaikutuksia. Tämä selittää osittain esimerkiksi maitohappobakteerien luontaisen kyvyn estää haittamikrobien, kuten salmonellan, kasvua. Suolistossa marjojen sisältämistä fenoliyhdisteistä muodostuvien mikrobien metaboliatuotteiden (fenyylipropioni- ja etikkahappojohdannaisia) osoitettiin heikentävän salmonellan ulkokalvoa ja herkistävän ne hydrofobisille antibiooteille. Lisäksi työssä selkiytettiin klassisen permeabilisaattorin, EDTA-kelaattorin, vaikutusmekanismeja salmonellaa kohtaan.

Yhdistämällä useita permeabilisaattoriominaisuuksia mittaavia menetelmiä ja atomivoimamikroskopian antamat tulokset havaittiin, että polyetyleeni-imiini-permeabilisaattori vaurioitti voimakkaasti Pseudomonas-bakteerien ulkokalvoa ja herkisti solut kvaternaariselle bentsalkoniumkloridi-biosidille. Yhdistämällä permeabilisaattoreiden käyttö antimikrobisiin yhdisteisiin voidaan laajentaa ja tehostaa antimikrobisten yhdisteiden vaikutuksia Gram-negatiivisiin bakteereihin. Tuloksia voidaan hyödyntää sekä elintarvike- että prosessiteollisuudessa.

Tutkija Hanna-Leena Alakomin väitös "Gram-negatiivisten bakteerien ulkokalvon heikentäminen - Keino parantaa mikrobiologista turvallisuutta" tarkastetaan Helsingin yliopistossa perjantaina 1.6.2007 klo 12. Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Viikinkaari 11 auditoriossa 2. Vastaväittäjänä on professori Otto Holst, Leipnitz-Center for Medicine and Biosciences (Foschungszentrum Borstel) ja kustoksena on professori Mirja Salkinoja-Salonen.

 Doctoral thesis: Alakomi Hanna-Leena: Weakening of the Gram-negative bacterial outer membrane

Lisätietoja:

Hanna-Leena Alakomi
Tutkija
020 722 7158