Mai Ibrahim Mahmoud Ibrahim,  <br/><br/>
Application of Chitinase Enzyme as a Bacterial Anticancer Product in Pet Animals /  
 تطبيق إنزيم الكيتينيز كمنتج بكتيري مضاد للأورام  في الحيوانات الاليفة /  
by Mai Ibrahim Mahmoud Ibrahim ; Under The Supervision of Prof. Dr. Salah El-din Abed El-kreem, Prof. Dr. Mahmoud Dardiri El-Hariri, Prof. Dr. Haithem Ali Farghali. 
 - 135 pages :   illustrations ;   25 cm. +   CD. 
<br/><br/>Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024. 
<br/><br/>Bibliography: pages 114-135. 
<br/><br/> Chitinases have gained popularity due to their numerous uses in medicine,<br/>biotechnology, agriculture, waste management, and industrial applications<br/>such as food quality enhancement and biopesticides. According to recent<br/>research, chitinase preferentially destroyed tumor cells in vitro and in vivo.<br/>The present study aimed to isolate and identify potentially chitinolytic<br/>bacterial species from shrimp shells and to analyze their potency for chitinase<br/>production. Furthermore, optimize and produce chitinase enzyme from<br/>chitinolytic bacterial strains isolated. Purify of chitinase enzyme from the<br/>highest chitinase producer bacteria and molecular weight determination of the<br/>purified enzyme. Applying the purified enzyme to pet animals (dogs or cats)<br/>naturally tumor affected, and evaluate its action as an anticancer bacterial<br/>product. Collection of shrimps from Suez (Red Sea), Egypt. Shrimp shells<br/>were cultured in colloidal chitin-based medium for 7 days. Five chitinolytic<br/>bacteria were isolated from shrimp shells, determining their chitinolytic<br/>activity based on a screening test resulting in a zone of clearance and enzyme<br/>activity assayed using the dinitrosalicylic acid (DNS) method. Molecular<br/>identification of bacterial isolates based on polymerase chain reaction (PCR)<br/>of 16S rRNA universal primers and sequences analysis. The isolates were identified as chi1 and chi2 were Alcaligenes faecalis, while chi3, chi4, and<br/>chi5 were Alcaligenes ammonioxydans, Alcaligenes aquatilis, and E. coli,<br/>respectively, with 99% similarity. A novel bacterial isolate (Alcaligenes<br/>ammonioxydans) that generates chitinase was identified for the first time in<br/>Egypt and among the whole previous studies mentioned. It is regarded as one<br/>of the most productive isolates in this study. Optimization of enzyme<br/>production from the five isolated chitinolytic bacterial strains by using 4<br/>different media supplemented with colloidal chitin as chitinase substrate.<br/>Luria-Bertani medium was the best one for chitinase production after 72 hr.<br/>Enzyme assayed for each strain from each different media every 24 hr. with 2<br/>different assaying temperatures at 37oC and 50oC to determine chitinase<br/>activity. Enzyme assaying at 50oC was a better temperature for enhancing<br/>chitinase activity. Alcaligenes ammonioxydans was the highest chitinase<br/>producer with (9.2 U/ml) after 72 hr. Purification of the enzyme from highly<br/>producing bacteria (A. ammonioxydans) resulted in a purified enzyme with<br/>46.73% yield and 6.8 purification fold. The purified enzyme molecular mass<br/>was determined using SDS-PAGE as a single band with a molecular mass of<br/>~ 37 kDa. Application of the purified enzyme on three naturally affected pet<br/>cases suffering from mammary tumors (two dogs and one cat) with a dose of<br/>100U/ml per 1 cm size intralesional injection for 3 repetitive sessions with<br/>one-week intervals. The determined dose showed an effective action in the<br/>three cases with mammary tumors. Reduction of the size appeared<br/>throughout the study in the tumor parameters (Tumor volume and Tumor<br/>weight). Clinical evaluation was done by measuring tumor dimensions, using<br/>a caliper, X-rays, and ultrasound imaging. Immune assessment was done by<br/>conducting tumor marker tests (CA15.3, CEA) as well as tests (liver<br/>functions, kidney functions, and CBC) to follow up the general health of the<br/>cases  اكتسبت انزيمات الكيتينيز اهتماما بسبب استخداماتها العديدة في الطب والتكنولوجيا الحيوية والزراعة وإدارة النفايات والتطبيقات الصناعية مثل تحسين جودة الأغذية والمبيدات الحيوية. دمر الكيتينيز الخلايا السرطانية بشكل تفضيلي في المختبر وفي الجسم الحي ، وفقا لأبحاث حديثة. هدفت الدراسة الحالية إلى عزل وتحديد الأنواع البكتيرية المحللة للكيتين من قشور الجمبري وتحليل قدرتها على إنتاج إنزيم الكيتينيز. علاوة على ذلك، تم عزل وإنتاج إنزيم الكيتينيز من السلالات البكتيرية المحللة للكيتين. تم تنقية إنزيم الكيتينيز من أعلى البكتيريا المنتجة للكايتينيز وتحديد الوزن الجزيئي للإنزيم المنقى و تطبيق الإنزيم المنقى على الحيوانات الأليفة (الكلاب أو القطط) المصابة بالورم سريرياً، وتقييم عمله كمنتج بكتيري مضاد للسرطان. تم جمع جمبري من السويس (البحر الأحمر)، مصر. تم زرع  قشور الجمبري في وسط سائل من مرق مغذي مضاف إليه  colloidal chitin لمدة 2-7 أيام . تم عزل خمس عترات بكتيريا محللة للكيتين من قشور الجمبري، وتم تحديد نشاطها المحلل للكيتين بناءً على اختبار الفحص الذي ينتج عنه إحلال وباستخدام طريقة حمض الدينتروساليسيليك (DNS) لقييم فحص الانزيم. تم التحديد الجزيئي للعزلات البكتيرية على أساس تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) للبادئات العامة للـ 16s rRNA وتحليل التسلسلات.  تم التعرف على العزلات على أنها chi1 وchi2 هي Alcaligenes faecalis، في حين أن العزلات chi3 وchi4 وchi5 كانت Alcaligenes ammonioxydans وAlcaligenes aquatilis وE. coli على التوالي بنسبة تشابه 99٪. تم التعرف على عزلة بكتيرية جديدة (Alcaligenes ammonioxydans) مولدة للكيتينيز لأول مرة في مصر ومن بين جميع الدراسات السابقة المذكورة. وتعتبر من أكثر العزلات إنتاجية في هذه الدراسة. تم تحسين إنتاج الإنزيم من السلالات البكتيرية المحللة للكيتين الخمسة المعزولة باستخدام 4 وسائط مختلفة مضاف إليها الكيتين الغروي كحافز لانتاج الكيتينيز، و تم التحضين لمدة 72 ساعة عند 37 درجة مئوية. كان الوسط Luria-Bertani هو الأفضل لإنتاج الكيتينيز بعد 72 ساعة. تم معايرة الانزيم لكل سلالة من كل الوسائط المختلفة كل 24 ساعة. مع درجتي حرارة معايرة مختلفة عند 37 درجة مئوية و50 درجة مئوية لتحديد نشاط الكيتينيز. كان فحص الإنزيم عند درجة حرارة 50 درجة مئوية أفضل لتعزيز نشاط الكيتينيز.<br/>كانت Alcaligenes ammonioxydans أعلى منتج للكيتينيز بـ (9.2 وحدة/مل) بعد 72 ساعة. تمت تنقية الإنزيم من البكتيريا عالية الإنتاج (A. ammonioxydans) وكان  الإنزيم المنقى بنتاج 46.73 %  و معدل تنقية  6.8. تم تحليل الكتلة الجزيئية للإنزيم المنقى باستخدام تحليل SDS-PAGE حيث تم اكتشاف شريط واحد بكتلة جزيئية تبلغ حوالي 37 كيلو دالتون. تم تطبيق الإنزيم المنقى على ثلاث حالات لحيوانات أليفة مصابة بأورام ثديية بشكل طبيعي (كلبتان وقطة واحدة) بجرعة 100 وحدة / مل لكل 1 سم من الورم و تم الحقن داخل الورم لمدة 3 جلسات متكررة بفواصل زمنية مدتها أسبوع واحد. وأظهرت الجرعة المحددة فعالية في الحالات الثلاث التي كانت تعاني من أورام في الثدي. ظهر انخفاض في الحجم طوال فترة الدراسة في دلالات الورم (حجم و وزن الورم) و تم التقييم السريري عن طريق قياس أبعاد الورم و استخدم الأشعة السينية و التصوير بالموجات فوق صوتية. كما تم التقييم المناعي عن طريق اجراء تحاليل دلالات الاورام، CA15.3، CEA.و كذلك تحاليل (انزيمات الكبد و انزيمات الكلى و صورة الدم) لمتابعة الحالة العامة للحالات.<br/> 
<br/><br/>
<br/><br/><br/>Text in English and abstract in Arabic & English. 
<br/><br/><label>Subjects--Topical Terms: </label><br/>Veterinary Medicine
<br/><br/><label>Subjects--Index Terms: </label>Chitinase  chitinolytic bacteria  Alcaligenes Spp  A. ammonioxydans  cancer  Egypt 
<br/><br/><label>Dewey Class. No.: </label>636.089