بررسي اثر نانو ذره اكسيدآهن و پروبيوتيك بيفيدوباكتريوم بيفيديوم بر بيان ژن جزء MexA سيستم افلاكس پمپ در ايزوله هاي سودوموناس آئروژينوزا مقاوم به دارو

Effect of Iron Oxide Nanoparticles and Probiotic Bifidobacterium Bifidum on MexA Gene Expression in Drug Resistant Isolates of Pseudomonas Aeruginosa

سابقه و هدف: سودوموناس آئروژينوزا يكي از عوامل مهم بروز عفون تهاي بيمارستاني است و مقاومت ذاتي نسبت به طيف وسيعي از آنتي بيوتي كها دارد. در ميان پمپ هاي افلاكس مقاومت ضدميكروبي سودوموناس آئروژينوزا، MexAB-OprM نخستين پمپ هاي افلاكس شناخته شده در مقاومت به آنتي بيوتي كها محسوب مي شود. هدف از اين تحقيق، تعيين اثر آنتي باكتريال نانو ذره اكسيدآهن ( IONP ) و پروبيوتيك بيفيدو باكتريوم بيفيديوم روي بيان ژن جزء مهم از اين سيستم افلاكس پمپ به نام MexA در ايزول ههاي جدا شده سودوموناس آئروژينوزا از افراد مراجع هكننده به بيمارستا نهاي تهران در بين سا لهاي 1396 تا 1397 است. مواد و روشها: در اين مطالعه توصيفي- مقطعي، تعداد 60 سويه سودوموناس آئروژينوزا در مدت شش ماه، از افراد مراجعه كننده به بيمارستان هاي تهران جم عآوري شد. پس از تعيين هويت ايزوله ها با استفاده از روش هاي ميكروبي/بيوشميايي، وجود ژن MexA از افلاكس پمپ MexAB-OprM در ايزول ههاي جمع آوري شده، به صورت مولكولي با روش PCR بررسي شد. پس از تيماردهي مواد مهاركننده، از روش براث ميكرودايلوشن و تكنيك R eal time-PCR به ترتيب براي تعيين اثربخشي نانو ذره اكسيدآهن ( IONP ) و پروبيوتيك بيفيدو باكتريوم بيفيديوم و بيان ژن جزء MexA افلاكس پمپ بر روي باكتري مولد آن استفاده شد. داده هاي مربوط به تغييرهاي بيان ژ ن MexA با روش 2- ΔΔCT با استفاده از آزمون آماري T مستقل در دو گروه تحليل شدند. يافته ها: از تعداد نمون ههاي بررسي شده كه به عنوان باكتري سودوموناس آئروژينوزا تعيين هويت شدند، 10 سويه ) 6/ 16 درصد( واجد ژن A mex بودند. نتايج روش MIC و بيان ژن جزء MexA نشان داد كه نانو ذره اكسيدآهن و پروبيوتيك بيفيدو باكتريوم بيفيديوم فعاليت مهاري و آنتي باكتريال پتانسيل ضعيفي براي كاهش عملكرد پمپ افلاكس MexAB-OprM در باكتري سودوموناس آئروژينوزا را دارد .(P>0.05) نتيجه گيري: با توجه به حضور ژن Mex A پمپ افلاكس به صورت كروموزومي در نمونه هاي سودوموناس آئروژينوزا، اين فاكتور مي تواند به عنوان ماركر تشخيصي سويه هاي مقاوم باكتري در برنامه هاي كنترل عفونت با استفاده از روش هاي مولكولي درنظر گرفته شوند. با توجه به پتانسل بالاي نانو ذره اكسيدآهن و پروبيوتيك بيفيدو باكتريوم بيفيديوم بر مهار رشد اين باكتري و اثر مهاري پايين اين مواد مهاركننده بر فعاليت پمپ افلاكس ،MexAB-OprM بررسي ساير عوامل مرتبط با ايجاد فنوتيپ مقاومت چند دارويي از جمله ساير پم پهاي افلاكس و مكانيسم هاي تكامل مقاومت نبايد ناديده گرفته شود.

Background: Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), a common cause of nosocomial infections, has an intrinsic resistance to many antibiotics. Among all the multidrug efflux pumps involved in P. aeruginosa drug resistance, MexAB-OprM is the first efflux pump detected to target different classes of antibiotics. The present study aimed to determine the antibacterial effect of iron oxide nanoparticles (IONPs) and probiotic bifidobacterium bifidum (BB) on MexA gene expression, as an important component of the MexAB-OprM multidrug efflux system, in P. aeruginosa isolates of the patients referred to major hospitals in Tehran, between 2018-2017. Materials and Methods: In the present descriptive cross-sectional study, a total of 60 isolates of P. aeruginosa were isolated from patients admitted to major hospitals of Tehran, Iran. After bacterial identification via biochemical tests, all strains were evaluated for the presence of MexA of MexAB-OprM multidrug efflux pump in P. aeruginosa using PCR method. After treatment, broth microdilution method and Real-time PCR were used to assess the antimicrobial activity of IONPs and probiotic BB and the gene expression level of MexA component, respectively. Changes in MexA gene expression were analyzed using the -2 ΔΔCT method and independent t-test. Results: In the present study, 10 isolates (%16.6) of P. aeruginosa harbored MexA gene. The result of MIC testing and gene expression assay showed that IONPs and probiotic BB did not exhibit any inhibitory activity against clinical isolates of P. aeruginosa and no change was observed in MexA gene expression. Conclusion: Considering the chromosomally encoded MexA, it can be used as markers for identification of drug resistance of P. aeruginosa as essential elements of an effective infection control program. In the view of the inhibitory activity of IONPs and probiotic Bifidobacterium bifidium on bacterial growth and the low inhibitory effect of the elements on activity of the MexAb-OprM efflux pump, the study of other contributing factors for the development of multi-drug resistance phenotype, including various other efflux pumps and mechanisms influencing maintenance of resistance should not be ignored.