Iranian Journal of Medical Microbiology

fa ارزیابی اثرات بازدارندگی نانوذرات کیتوزان و اکسید روی، بر بیان مراحل مختلف ژن‌های حدت باکتری سودوموناس آئروژینوزا جدا شده ازبیماران دچار سوختگی و ATCC27853 Evaluation of Chitosan and Zinc Oxide Nanoparticles Inhibitory Effects on Expression Levels of Virulence Genes at Pseudomonas aeruginosa Clinical Isolates and ATCC27853 بیوتکنولوژی میکروبی Microbial Biotechnology مقاله پژوهشی Original Research Article زمینه و اهداف :  ارتباط بین سلولی (کروم سنسینگ) و ژ‌ن‌های بیماری‌ زا در به‌ وجود آوردن عفونت شدید سودوموناس آئروژینوزا نقش دارند. در مطالعه حاضر، تأثیر نانوذرات کیتوزان(CS) و اکسید روی(ZnO-NPs) بر سطح بیان ژن‌های lasI ، exoS و toxA در طول مراحل رشد (تاخیری، نمایی و سکون) باکتری مطالعه شد. مواد و روش کار :  نانوذره کیتوزان و اکسید روی به ترتیب با روش ژله‌ای شدن یونی و اولتراسونیک سنتز شدند. نمونه‌های بالینی از بیماران مبتلا به عفونت زخم در سال‌های ۱۳۹۷-۱۳۹۸ جمع‌آوری شد و شناسایی اولیۀ سودوموناس آئروژینوزا به‌وسیلۀ آزمایش‌های بیوشیمیایی استاندارد و ژن ۱۶S rDNA انجام شده است. تشخیص ژن‌های ویرولانس (lasI، exoS و toxA) توسط PCR انجام شد. در نهایت، qRT-PCR برای تشخیص سطح بیان ژن‌های مرتبط با QS و ویرولانس در نمونه‌های رشد یافته در محیط حاوی غلظت‌های مختلف مهارکنندگی رشد نانوذره کیتوزان و اکسید روی انجام شد و داده‌ها از نظر آماری تجزیه و تحلیل شدند. یافته ها :  نانوذره کیتوزان و اکسید روی با اندازه ذرات متوسط ۲۰ و ۴۰ نانومتر با موفقیت تهیه شدند. میزان شیوع ژن‌های ویرولانس در بین تمام جدا شده های بالینی ناشی از بیماران سوختگی به شرح زیر بود.toxA (۱۰۰%)، exoS (۸۸%) و lasI (۵۶%). مقدار MIC کیتوزان برابر ۰/۵ میلی‌گرم در میلی لیتر بود که ۸ برابر کمتر از نانوذره اکسید روی (۴ میلی‌گرم/میلی لیتر) است. تجزیه و تحلیل qRT-PCR نشان داد که نانوذره کیتوزان و اکسید روی بیانlasI ، exoS و toxA را در ایزوله بالینی P aeruginosa در مرحله رشد لگاریتمی در مقایسه با سایر مراحل رشد کاهش می‌دهند. سویه‌های+ toxA+/exoS+/lasI الگوهای مشابهی از تغییرات بیان ژن را در پاسخ به هر دو نانوذره در همه مراحل رشد نشان دادند. بیان ژن toxA در مراحل رشد لگاریتمی و ثابت ATCC۲۷۸۵۳ تحت درمان با نانوذره کیتوزان و اکسید روی کاهش یافت. نتیجه‌گیری :  نتایج به‌ دست‌آمده از این مطالعه درک بهتری ازتغییرات بیان ژن‌های مربوط به ویرولانس باکتری سودوموناس آئروژینوزا در مدت درمان با نانوذرات در مراحل مختلف رشد باکتری را ایجاد می‌کند و مقدار تاثیز نانوذرات کیتوزان و روی را نشان داد. Background and Objective: Quorum sensing (QS) and virulence genes in Pseudomonas aeruginosa causing severe infections in humans. In the present study, the effect of chitosan (CS) and zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) on the expression level of lasI, exoS and toxA genes during lag, exponential-and stationary growth phases of P. aeruginosa were studied. Materials and Methods: CS and ZnO-NPs were synthesized by ionic gelation and ultrasonic methods, respectively. The clinical samples were collected from patients suffering from wound infections from 2018-2019, and preliminary identification of P. aeruginosa has done with the standard biochemical tests and 16S rDNA gene. The virulence genes (lasI, exoS and toxA) were detected by polymerase chain reaction (PCR). Finally, real-time reverse transcription-PCR (qRT-PCR) was performed to detect the expression level of QS and virulence-related genes in samples grown at a medium contain minimum inhibitory concentrations (MICs) of CS and ZnO-NPs. Results: CS and ZnO-NPs were successfully prepared with average particle sizes of 20 and 40 nm. The prevalence rate of virulence-related genes among all clinical isolates originated from burn patients was as follows; toxA (100%), exoS (88%), and lasI (56%). The MIC value of CS was equal to 0.5 mg/mL, which is 8-fold lower than that for ZnO-NPs (4 mg/mL). qRT-PCR analysis revealed CS and ZnO-NPs decrease the expression of lasI, exoS, and toxA in clinical P. aeruginosa isolates during the exponential phase compared to other growth phases. toxA+/exoS+/lasI+ isolates exhibited similar patterns of gene expression changes in response to both NPs at all growth phases. Expression of toxA gene downregulated at exponential-and stationary growth phases of ATCC27853 treated with CS and ZnO-NPs. Conclusion: The results obtained from this study may provide a better understanding of the expression changes of virulence-related genes throughout different growth phases of P. aeruginosa. <div><div></div></div> سودوموناس آئروژینوزا, کروم سنسینگ, نانوذره کیتوزان, نانوذره اکسید روی Chitosan, P. aeruginosa, Quorum sensing, Zinc oxide nanoparticles 571 583 http://ijmm.ir/browse.php?a_code=A-10-1710-2&slc_lang=fa&sid=1 Mozhgan Pourjafari مژگان پورجعفری mozhganporjafari@yahoo.com 100319475328460018287 100319475328460018287 No Department of Microbiology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran گروه میکروبیولوژی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران Hami Kaboosi حامی کابوسی hkaboosi@gmail.com 100319475328460018288 0000000234070950 Yes Department of Microbiology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran گروه میکروبیولوژی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران Masood Ghane مسعود قانع Masoodghane@gmail.com 100319475328460018289 0000000342571584 No Department of Microbiology, Tonekabon Branch, Islamic Azad University, Tonekabon, Iran گروه میکروبیولوژی، واحد تنکابن، دانشگاه آزاد اسلامی، تنکابن، ایران Babak Sadeghi بابک صادقی گرمارودی bsadeghi1177@gmail.com 100319475328460018290 0000000309335782 No Department of Chemistry, Tonekabon Branch, Islamic Azad University, Tonekabon, Iran گروه شیمی، واحد تنکابن، دانشگاه آزاد اسلامی، تنکابن، ایران Abolhasan Rezaei ابوالحسن رضایی rezaei54@gmail.com 100319475328460018291 0000000340940294 No Department of Genetics, School of Basic Sciences, Tonekabon Branch, Islamic Azad University, Tonekabon, Iran گروه ژنتیک، واحد تنکابن، دانشگاه آزاد اسلامی، ایران