Study of the dual biological impacts of aqueous extracts of normal and gamma-irradiated Galleria mellonella larvae

Abstract

الملخص: أهداف البحث: تهضم الغاليريا الميلونيلا (دودة الشمع) شمع العسل باستخدام العديد من إنزيمات الأمعاء، ولكن بجرعات عالية من أشعة جاما يتم القضاء على مثل هذه الآفات التي تؤثر على دورة حياتها. الدراسات المخبرية للإشعاع المستخلص من دودة الشمع ضد الأنواع البكتيرية بالإضافة إلى ثلاثة أنواع من الخلايا السرطانية تمت تجربته في هذه الدراسة. تمت مقارنة التأثيرات المضادة للبكتيريا والسرطان مع مستخلص اليرقات غير المشع من دودة الشمع. طرق البحث: تم اختبار تأثير مستويات الجرعات المختلفة من أشعة جاما التي تتراوح من 2 إلى 8 جيجا بايت على أنزيمات دودة الشمع الليباز، البروتياز، وأنشطة الفوسفات الحمضي. تم إجراء النشاط المضاد للميكروبات لمستخلصات يرقات دودة الشمع غير المشعة والمعرضة للإشعاع ضد أنواع مختلفة من البكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام وبعض الفطريات. تم عمل مضاد للورم ضد مختلف أنواع الخلايا السرطانية المستخدمة. تم إجراء فحص السمية الخلوية لمستخلصات اليرقات الطبيعية والمعرضة للإشعاع الخلايا الليفية الرئوية البشرية الطبيعية. الفحص المجهري باستخدام الإرسال والمسح تم إجراء الفحص المجهري الإلكتروني للطفرات العقدية والخلايا السرطانية هب-جي2. النتائج: تم الحصول على أفضل النتائج عند 6 جيجا بايت مما عزز النشاط الأنزيمي الأقصى. تم الحصول على أقصى نشاط مضاد للميكروبات ضد طفرات المكورات العقدية باستخدام التركيز الأدنى المثبط وهو 31,25 مايكروغرام/مل بجرعة 6 جيجا بايت. أظهر الفحص المجهري عملية موت الخلايا المبرمج ليرقات دودة الشمع المعرضة للإشعاع مع أي من طفرات المكورات العقدية أوالخلايا السرطانية هب-جي2. الاستنتاجات: أظهر التقرير الحالي علاقة تآزرية بين مستخلص يرقات دودة الشمع والجرعة الإشعاعية 6 جيجا بايت لمزيد من التطبيقات الطبية الحيوية. Abstract: Objectives: Galleria mellonella assimilates beeswax using many gut enzymes; however, high doses of gamma radiation have been used to eradicate such pests, affecting its life cycle. In vitro studies of irradiated extracts of G. mellonella against bacterial species as well as three tumour cell lines are demonstrated in the present study. The antibacterial and antitumour effects are compared with those of the non-irradiated Galleria mellonella larval extract. Methods: The effect of different dose levels of gamma irradiation, ranging from 2 to 8 Gy, was tested on G. mellonella lipase, protease, and acid phosphate activities. The antimicrobial activity of un-irradiated and irradiated G. mellonella larval extracts was tested against different gram-positive and gram-negative bacteria and some fungi. The antitumour action was tested against different tumour cell lines. A cytotoxicity assay was performed on normal and irradiated larval extracts against normal human lung fibroblast cells. A microscopic examination of Streptococcus mutants and HepG-2 was performed using transmission and scanning electron microscopy. Results: Optimum results were obtained at 6 Gy, which enhanced maximum enzymatic activity. Maximum antimicrobial activity was obtained against Streptococcus mutants with MIC 31.25 μg/ml at a dose of 6 Gy. A microscopic examination depicted an apoptotic process for irradiated G. mellonella larvae with either Streptococcus mutants or HepG-2. Conclusion: The present study shows a synergistic relationship between the G. mellonella larval extract and a 6 Gy radiation dose for further biomedical applications.

Keywords

• Antimicrobial activity
• Antitumor effect
• Enzymatic activity
• Galleria mellonella
• Gamma-radiation