ارزيابي تأثير نانوكامپوزيت‌هاي مبتني بر گرافن حاوي سيليس و رزماري بر بيان ژن gtf در استرپتوكوكوس موتانس

Evaluation of the effect graphene-based nanocomposites containing silica and rosemary on gtf gene expression in Streptococcus mutans

باكتري استرپتوكوكوس موتانس عامل اصلي ايجاد پوسيدگي است. ايجاد بيوفيلم هاي باكتري مذكور منوط به حضور آنزيم گلوكوزيل ترانسفراز است كه توسط ژن gtf كدگذاري مي شود. هدف از اين مطالعه ارزيابي تاثير سه نانوكامپوزيت پلي-ساكاريدي زيستي كيتوزان/كربوكسي متيل نشاسته/مونت موريلونيت/كوركومين(Cs-CMS-MMT-Cur)، كيتوزان/ كربوكسي متيل نشاسته/ گرافن اكسيد/سيليسيوم دي اكسيد (Cs-CMS-RGO-SiO2)، كيتوزان/كربوكسي متيل-نشاسته/گرافن اكسيد/سيليسيوم دي اكسيد/رزماري(Cs-CMS-RGO-SiO2-Ros) بر ميزان بيان ژن هاي gtfD, gtfC, gtfB در استرپتوكوكوس موتانسبا استفاده از روش RT-PCR در تشكيل بيوفيلم دنداني است. مورفولوژي و خصوصيات ساختاري نانوكامپوزيت ها توسطFTIR، SEM و DLSمورد بررسي قرار گرفت. بيان ژن هاي gtfD, gtfC, gtfBبا تكنيك RT-PCR بررسي شد. تحليل داده ها توسط نرم افزار SPSS22و مقايسه ميانگين ها براساس ANOVA در سطح 0/05 انجام شد. اندازه ذرات نانوكامپوزيت كيتوزان/كربوكسي متيل نشاسته/مونت موريلونيت/كوركومين 35/2 نانومتر، نانوكامپوزيت كيتوزان/كربوكسي متيل نشاسته/گرافن اكسيد/سيليسيوم دي اكسيد 25/33 نانومتر و نانوكامپوزيت كيتوزان/كربوكسي متيل-نشاسته/گرافن اكسيد/سيليسيوم دي اكسيد/رزماري /34 نانومتر به دست آمد. نتايج طيف FTIRنشان دهنده تشكيل پيوند بين گرافن اكسيد، سيليسيوم دي اكسيد، اسانس رزماري، مونت موريلونيت و كوركومين در نانوكامپوزيت ها مي باشد. اثر ضدميكروبي نانوكامپوزيت كيتوزان/كربوكسي متيل نشاسته/مونت موريلونيت/كوركومين (0/144 ميلي گرم بر ميلي ليتر) بيشتر از دو نانوكامپوزيت ديگر به دست آمد. نتايج RT- PCR نشان داد، بيان ژن gtfCبه طور معناداري (P=0.049)در سلول-هاي تيمار شده با سه نانوكامپوزيت كاهش يافته و در سلول هاي باكتري استرپتوكوكوس موتانس تحت درمان با كيتوزان/كربوكسي متيل نشاسته/ مونت موريلونيت/كوركومين كاهش بيشتري داشته، كه نشان دهنده اثر قوي اين نانوكامپوزيت در سركوب ژن gtfC و كاهش تشكيل بيوفيلم است. ارتباط معناداري در بيان ژن هاي gtfB وgtfD، در سلول هاي تيمار شده با سه نانوكامپوزيت نسبت به گروه كنترل مشاهده نشد (P=0.187, P=0.067) طبق نتايج ميزان بيان ژن gftCدر سلول هاي تحت درمان با نانوكامپوزيت حاوي كاركامين كاهش بيشتري داشته و اين نانوكامپوزيت داري اثر قوي در سركوب ژن ها و كاهش تشكيل بيوفيلم ميكروبي دندان است.

The bacterium Streptococcus mutans is the main cause of dental caries. The formation of biofilms of this bacterium depends on the presence of the enzyme glucosyltransferase, which is encoded by the gtf gene. The aim of this study was to evaluate the effect of three polysaccharide nanocomposites of Chitosan(Cs)/Carboxymethyl Starch(CMS) /montmorillonite(MMT)/Curcumin(Cur), Chitosan/Carboxymethyl Starch/Graphene oxide(RGO)/ Silica(SiO2), Chitosan/Carboxymethyl Starch/Graphene oxide/Silica/Rosemary (Ros) on gtf gene expression in Streptococcus mutans. Cs/CMS/MMT/Cur nanocomposite was prepared by precipitation and ionic gelation; Graphene oxide was synthesized by Hummers method. Chitosan/Carboxymethyl Starch/Graphene oxide/Silica quaternary compound were then prepared and their antimicrobial effect was investigated and antimicrobial effect on Streptococcus's mutans ATCC 35668 was investigated by microdilution method. The morphology and structural properties were investigated by FTIR, SEM and DLS. The expression of gtfB, gtfC, gtfD genes was examined by RT-PCR technique. FTIR studies confirmed the incorporation of RGO, SiO2, rosemary essential oil, MMT and Cur into nanocomposites. The antimicrobial effect of Cs/CMS/MMT/Cur nanocomposite (0.144mg/ml) was higher than other nanocomposites. RT-PCR results showed that no significant relationship was observed in the expression of gtfB and gtfD genes in cells treated with three nanocomposites compared to the control group (P=0.187, P=0.067), while the expression of gtfC gene was significantly reduced (P=0.049) in cells treated with three nanocomposites and further decreased in Cs/CMS/MMT/Cur treated cells, indicating the strong effect of this nanocomposite on suppressing genes and reducing biofilm formation. According to the results, the expression level of gftC gene in cells treated with nanocomposites containing carcamine was further reduced, and this nanocomposite has a strong effect in suppressing genes