TLC-DB è uno strumento di ricerca NP prezioso e ben consolidato e un'alternativa semplice ed economica ai metodi di isolamento guidati da biosaggi su micropiastre17. Richiede tempo e risorse materiali minimi rispetto ai saggi su micropiastra, che richiedono la separazione dei metaboliti mediante tecniche di cromatografia liquida. Si tratta di un test altamente versatile che può essere utilizzato per rilevare NP antibatteriche, antimicotiche, antiparassitarie e antiossidanti oltre agli inibitori enzimatici 18,19,20,21,22,23. Sebbene sia più comunemente utilizzato per rilevare e identificare sostanze fitochimiche bioattive, lo stesso metodo può essere applicato per le NP batteriche, come esplorato in questo protocollo18. Inoltre, il protocollo può essere ottimizzato per l'uso con una varietà di fonti di NP e patogeni bersaglio per aiutare nella scoperta e nella valutazione di nuove NP bioattive.
I terreni utilizzati per la crescita batterica e il solvente utilizzato per l'estrazione possono influire notevolmente sui risultati naturali della scoperta dei prodotti. I terreni utilizzati in questo protocollo sono ottimizzati per i batteri che producono lipopeptidi ciclici, tra cui Pseudomonas e Bacillus spp. Ma altri mezzi e fonti di nutrienti dovrebbero essere presi in considerazione se si esplorano altri generi. Si può scegliere di completare la TLC-DB utilizzando lo stesso microrganismo coltivato in una gamma di terreni per valutare l'intera gamma di diversità dei metaboliti da un isolato o utilizzare condizioni di crescita identiche per una gamma più ampia di isolati. La scelta del solvente di estrazione influisce anche sui prodotti naturali rilevati. È generalmente noto che la maggior parte delle NP bioattive ha una polarità da bassa a moderata, rendendo l'acetato di etile una scelta adatta grazie al suo basso punto di ebollizione, che lo rende facile da rimuovere. Tuttavia, se si desidera esaminare anche le frazioni polari e non polari, è possibile effettuare estrazioni multiple con altri solventi. In alternativa, l'estratto privo di cellule può essere liofilizzato e utilizzato nel test per vedere tutti i metaboliti rilasciati nel terreno. Tuttavia, spesso è necessario caricare più materiale sulla piastra TLC per tenere conto dei componenti del materiale essiccato nel materiale liofilizzato. Allo stesso modo, se questo metodo viene utilizzato con un patogeno diverso, come l'inoculo, i terreni utilizzati e le condizioni di incubazione devono essere ottimizzati per ottenere le 5 piastre di micelio agar utilizzate per il test TLC-DB.
La TLC-DB è vantaggiosa rispetto alla bioautografia a contatto e a immersione in quanto utilizza lo strato più sottile di agar e inoculo, riducendo al minimo la dipendenza dalla diffusione dei metaboliti nello strato di agar, che può consentire a quantità minori di prodotti naturali di indurre l'inibizione dei patogeni17. I risultati pubblicati in precedenza utilizzando metodi bioautografici TLC hanno utilizzato una sospensione di spore del patogeno per completare il test17. Sebbene ciò consenta un controllo preciso sulla concentrazione della sospensione, può essere estremamente difficile e dispendioso in termini di tempo indurre la sporulazione di alcuni funghi24. Questa modifica semplifica notevolmente il test e consente di completare il test utilizzando agenti patogeni fungini difficili da sporulare e che potrebbero essere stati precedentemente evitati con questo metodo.
La massa di estratto batterico utilizzata nel test può influire sui risultati. Se viene applicato troppo poco estratto alla piastra TLC, è possibile che la concentrazione inibitoria minima di un composto attivo non venga superata e che la bioattività non venga rilevata. Di conseguenza, in alcuni casi, e come si vede nella Figura 1 e nella Figura 2, vale la pena sovraccaricare la piastra TLC, compromettendo la separazione per la capacità di rilevare facilmente l'attività. Allo stesso modo, il carico di agenti patogeni spruzzato sulla piastra non deve essere troppo basso, poiché non ci saranno abbastanza mezzi applicati per supportare la crescita degli agenti patogeni. Questo metodo può essere facilmente regolato per adattarsi a una varietà di estratti batterici e agenti patogeni e le quantità di estratto microbico e inoculo delineate nel protocollo hanno garantito che la bioattività possa essere rilevata per più agenti patogeni ed estratti microbici. Se al termine del test non si osservano zone di inibizione, può indicare una delle seguenti condizioni. In primo luogo, i metaboliti attivi potrebbero non essere presenti nell'estratto applicato a causa dell'utilizzo di terreni incompatibili per la crescita batterica o a causa dell'attività dei batteri che non è il risultato della produzione di NP. Un saggio di diffusione su disco con l'estratto può essere completato per confermare o negare l'esistenza di NP attive nell'estratto. Se il test di diffusione su disco non mostra alcuna soppressione dei patogeni, è possibile testare altri terreni per determinare se altre condizioni producono NP bioattive. Se il test di diffusione su disco indica che l'estratto sopprime l'agente patogeno, potrebbe essere necessario applicare una massa maggiore di estratto batterico alla piastra TLC, nel qual caso è possibile tentare un altro test.
Il confronto dei metaboliti dello ZOI con l'estratto grezzo è essenziale per identificare le NP attive. Nel test, i metaboliti dell'estratto grezzo possono essere metabolizzati o modificati dal patogeno, che può essere osservato tramite LC-MS. Pertanto, solo i metaboliti che si trovano sia nell'estratto grezzo che nello ZOI possono essere considerati NP prodotti dai batteri in studio. Se non è possibile correlare i metaboliti estratti dallo ZOI ai metaboliti nell'estratto grezzo, è possibile preparare una piastra TLC, come descritto nella fase 5. Senza completare il test bioautografico, estrarre i metaboliti dalla piastra TLC allo stesso tempo di ritenzione osservato nel test completato. Ciò dovrebbe consentire una più facile correlazione tra i metaboliti negli ZOI e l'estratto grezzo, causando la soppressione degli agenti patogeni.
Uno svantaggio delle TLC-DB è che la risoluzione delle TLC è notevolmente inferiore a quella ottenuta utilizzando le tradizionali tecniche di screening dei micropozzetti, che richiedono la cromatografia liquida per la separazione. Pertanto, è comune che nella zona di inibizione esistano più metaboliti in cui alcuni metaboliti potrebbero non contribuire alla bioattività. Questo problema può essere ulteriormente causato dalla pratica di sovraccaricare la piastra TLC per osservare la bioattività più chiaramente. Lavori recenti sono stati pubblicati utilizzando TLC ad alte prestazioni (HP-TLC), che migliora notevolmente la risoluzione e può consentire l'automazione dello sviluppo TLC che è altrimenti impossibile quando si utilizza TLC 14,21,22,23 convenzionale. Inoltre, le piastre possono essere sviluppate in una seconda dimensione (2D-TLC) per separare ulteriormente i metaboliti con tempi di ritenzione simili. Detto questo, si dovrebbe valutare se l'aumento del tempo e del costo del materiale sia un compromesso utile per una maggiore risoluzione ottenuta da HP e 2D-TLC25.