Kutatómunkánk során célul tűztük ki három hazai méhészetből származó akác-, hárs- és napraforgóméz antibakteriális hatásának vizsgálatát a Haemophilus influenzae, H. parainfluenzae, Moraxella catarrhalis, Pseudomonas aeruginosa és Streptococcus pneumoniae kórokozókkal szemben, valamint a mézek baktériumgátló képességének hátterében álló hatásmechanizmusok feltárását.
A baktériumtörzsek eltérő ellenálló képességét magyarázhatja sejtfaluk eltérő falszerkezete is: a S. pneumoniae a Gram-pozitív baktériumok közé tartozik, amelyeknél hiányzik a külső membrán, de vastagabb a peptidoglikán faluk; míg a többi vizsgált törzs a Gram-negatívok közé tartozik, amelyekre vékony sejtfal jellemző, amelyet körülvesz egy külső membrán.
Az antibakteriális hatás tesztelése előtt elvégeztük a mézminták érzékszervi vizsgálatát és mikroszkópos pollenanalízisét botanikai eredetük tisztázása végett. A napraforgómézek domináns pollentípusa alátámasztotta a fajtajelleget, míg az akác- és hársmézek esetében csak egy-egy mézminta pollenösszetétele felelt meg az elvárásoknak (1. táblázat), bár a másik két akác- és hársméz színe, illata és kristályosodásának mértéke is mutatta az adott méztípus jellemzőit.
Az agarlyuk diffúziós vizsgálatok során a baktériumtörzseket táptalajra szélesztettük, majd lyukakat alakítottunk ki benne, és ezekbe mértük be a 25 és 50 százalékos vizes mézoldatokat, a negatív kontrollként alkalmazott desztillált vizet, valamint a pozitív kontrollként alkalmazott, az adott baktériumtörzset gátolni képes antibiotikumot. Az agarlyukból a táptalajba diffundáló mézoldat gátlási zónát alakított ki, ennek átmérőjét mértük.
Meghatároztuk mézmintáink minimális gátló koncentrációját (MIC), amely az a legkisebb koncentráció, ami már megakadályozza a baktérium szaporodását. A vizsgált mézek MIC-értéke 40–55 százalék közötti volt: a legkisebb értékek a hársmézeket jellemezték, tehát ezek tudták leghatékonyabban korlátozni a baktériumok növekedését. A legellenállóbbnak ezen vizsgálat alapján is a P. aeruginosa bizonyult, hiszen csak ennél a törzsnél volt szükség 50 százalék feletti mézkoncentrációra a gátló hatás eléréséhez.
A mézmintáknak a bakteriális biofilm képződésére gyakorolt gátló hatását kristályibolya festéssel teszteltük. A 25 százalékos mézoldatok szignifikánsan eltérő mértékben gátolták az egyes baktériumtörzsek biofilm-kialakítását: a hársmézek fejtették ki a legnagyobb, a napraforgómézek pedig a legkisebb mértékű gátló hatást (1. ábra). A kapcsolódó pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) vizsgálatok is alátámasztották a méz gátló hatását a biofilm kialakulására (1. kép).
A mézoldatok baktériumgátló hatásának mechanizmusait feltárandó, membrándegradációs vizsgálatokat végeztünk: spektrofotometriás méréssel határoztuk meg a baktériumok sejtmembránjában a mézes kezelés hatására bekövetkezett károsodás mértékét. A 20 százalékos mézoldatok nem károsították a baktériumok membránját, míg a 40 és 60 százalékos mézoldatok aktívak voltak, így a sejttartalom kiszabadulását okozták a membrán károsodása révén. A legérzékenyebb baktériumtörzsek a Haemophilusok közül kerültek ki, míg a legellenállóbb ebben a kísérletsorozatban is a P. aeruginosa volt. A legerősebb hatást a hársmézek fejtették ki mindegyik baktériumtörzs esetén. Annak érdekében, hogy szemléltessük a bakteriális membránokon történt károsodásokat, SEM-felvételeket készítettünk P. aeruginosa esetén. Látható, hogy a mézes kezelés hatására a bakteriális sejtmembrán nagymértékű károsodást szenvedett, ennek következtében a baktériumsejt nem képes ellátni a funkcióját (2. kép).
A baktériumsejtek közötti kommunikáció (ún. quorum sensing, QS) gátlását a Chromobacterium violaceum modellbaktériumon teszteltük. A baktériumtörzzsel leoltott, jellegzetes lila színű táptalajra tömény mézzel átitatott szűrőpapír korongokat helyeztünk. A papírkorongok körül színtelen zónák alakultak ki, jelezve, hogy a QS-szabályozás alatt álló színanyagtermelés nem működött, azaz a mézes kezelés gátolta a baktériumok sejt–sejt kommunikációját, a jelként szolgáló molekulák képződését. Ebben a kísérletsorozatban az akácméz fejtette ki a legnagyobb mértékű gátlást, míg az előző kísérletekben legaktívabb hársméz még a napraforgóméznél is kevésbé volt hatékony (3. kép).
Ez arra utalhat, hogy a különböző méztípusok eltérő támadáspontokon képesek megvalósítani a baktériumgátló hatást.
A mézek hatásukat a bakteriális membrán károsítása és/vagy a baktériumsejtek közötti kommunikáció gátlása révén fejtik ki, továbbá képesek megakadályozni a baktériumsejtek összekapcsolódását a biofilmnek nevezett komplex hálózat formájában.
Köszönetnyilvánítás: A kutatás az NKFI K 132044 pályázat, az MTA Bolyai János Kutatói Ösztöndíja és az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-21-5 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült. Hálásak vagyunk dr. Kocsis Bélának és dr. Kerekes Erikának a szakmai tanácsokért és a laboratóriumi munkában nyújtott segítségért.
Balázs Viktória Lilla
Dr. Kocsis Marianna
Dr. Farkas Ágnes
Pécsi Tudományegyetem