فعاليت باكتريوليتيك باكتريوفاژ جديد PϕBw-Ec01 از خانوادۀ Cystoviridae عليه سويۀ باليني Escherichia coli مقاوم به آنتي‌بيوتيك موجود در زخم سوختگي

Bacteriolytic Activity of Novel Bacteriophage PϕBw Ec01 from Cystoviridae Family against the Clinical Strain of Antibiotic Resistant Escherichia Coli in Burn Wounds

: پيدايش مقاومت Escherichia coli به آنتي‌بيوتيك‌هاي معمول در بيماران داراي زخم سوختگي، به يك چالش جدي و بحث‌برانگيز در بيمارستان‌هاي سوانح و سوختگي ايران تبديل‌شده است. ظهور هرچه بيشتر مقاومت دارويي از سوي پاتوژن‌هاي عفوني، زمينه‌ساز مطالعۀ بيشتر ماهيت فاژهاست و مقولۀ فاژتراپي به‌طور چشمگيري مي‌تواند با اين بحران پيش رو مقابله كند؛ بنابراين، هدف از اين تحقيق در فاز اول، جداسازي و شناسايي بيوشيميايي و مولكولي Escherichia coli مقاوم به آنتي‌بيوتيك و ايجادكنندۀ عفونت‌هاي زخم‌هاي سوختگي است و در فاز دوم، جداسازي فاژهاي اختصاصي باكتري‌هاي اين زخم‌ها و سپس ارزيابي ويژگي‌هاي مورفولوژيكي فاژ و بررسي محدودۀ ميزبان بود. مواد و روش ها: در اين بررسي، جمعاً 50 ايزولۀ باكتريايي از بيمارستان‌هاي تخصصي سوانح و سوختگي شهرهاي اصفهان، يزد، تهران و رشت جداسازي شدند كه در ميان آن‌ها، شناسايي دقيق و بررسي پروفايل مقاومت آنتي‌بيوتيكي توسط روش انتشار ديسك در آگار صورت گرفت. تكثير ژن كدكنندۀ 16S rRNA با استفاده از تكنيك PCRانجام گرديد؛ سپس محصول PCR براي تعيين توالي به آزمايشگاه ژن‌آزما ارسال شد. به‌منظور جداسازي فاژهاي احتمالي، برداشت نمونه از فاضلاب خام (ورودي تصفيه‌خانۀ شمال) اصفهان در ايران صورت گرفت. بررسي مورفولوژي فاژ توسط TEM، شمارش پلاك‌هاي فاژي و ارزيابي محدودۀ ميزبان براي اين باكتريوفاژ انجام و گزارش شد. يافته‌ها: توالي 16S rRNA باكتري در NCBI با [MW844043] Accession Number قرار گرفت. فاژ اختصاصيPϕBw-Ec01 به‌طور فراواني قادر به عفوني كردن باكتري‌هاي Escherichia coliمقاوم بود. ميكروسكوپ الكترونيTEM نشان داد كه فاژ ايزوله شدۀ ويروس بدون دم و dsRNA و متعلق به خانوادۀ Cystoviridae با پروتوتايپ 6ɸ است. فاژ ليتيك PϕBw-Ec01 ميزان اثربخشي بالايي را در جلوگيري از رشد باكتري Escherichia coli سويۀ ADB_66-1 در اين مطالعه داشت. بحث و نتيجه‌گيري: نتايج اين گزارش مبين آن بود كه Escherichia coli جداشدۀ از زخم سوختگي بيماران بستري، مقاومت نسبتاً بالايي به گروه عمده‌اي از آنتي‌بيوتيك‌هاي معمول داشته است. فاژ مطالعه‌شده در اين تحقيق مي‌تواند يك انتخاب خوب و گزينۀ مناسب براي كنترل و مهار اين‌گونه پاتوژن‌هاي مقاوم در زخم سوختگي بيماران بستري باشد. اميد است كه با تحقيقات گسترده‌تر دربارۀ هويت و مطالعۀ ميزان اثربخشي ساير باكتريوفاژها، ليز باكتريايي حاصل از تأثير فاژها را بررسي كرد تا بار ميكروبي ناشي از پاتوژن‌هاي مقاوم و عفونت‌زا را كاهش داد و بتوان به‌عنوان يك عامل كمك درماني مؤثر در برابر عفونت‌هاي زخم سوختگي از آن‌ها استفاده نمود.

The emergence of Escherichia coli resistance to common antibiotics in burn wound patients has become a controversial problem in Iran trauma and burn hospitals. The emergence of more and more drug resistance by infectious pathogens paves the way for further study of the nature of phages, and phage therapy can significantly address this crisis. In the first phase, this study aimed to isolate and identify the biochemical and molecular nature of antibiotic-resistant E. coli, which causes burn wound infections. The second phase of this study isolated the specific phages of the bacteria in these wounds and then evaluated the morphological characteristics of the phage and the host area. Material & Methods: In this study, 50 bacterial strains were isolated from specialized accident and burn hospitals in Isfahan, Yazd, Tehran, and Rasht. Accurate identification and study of antibiotic resistance profile was performed by disk diffusion method on agar. The 16S rRNA coding gene was amplified using the PCR technique. The PCR product was then sent to "Gene Azma" laboratory for sequencing. In order to isolate the possible phages, a sample was taken from the raw wastewater (entrance of the northern treatment plant) in Isfahan, Iran. Phage morphology was assessed and reported by transmission electron microscopy (TEM); moreover, phage plate count and host range were assessed for this bacteriophage. Findings: Bacterial 16S rRNA sequence was located in NCBI with MW844043 Accession Number. The specific phage PϕBw-Ec01 was significantly able to infect resistant E. coli bacteria. TEM demonstrated that the isolated phage was dsRNA and belonged to the family Cystoviridae with prototype ɸ6. PϕBw-Ec01 lytic phage was highly effective in inhibiting the growth of E. coli strain ADB_66-1 in this study. Discussion & Conclusion: The results of this report showed that E. coli isolated from burn wounds of hospitalized patients had high resistance to common antibiotics. The studied phage in this study can be a good choice and a suitable option for controlling and inhibiting these resistant pathogens in the burn wounds of hospitalized patients. It is hoped that with more extensive research on the identity and study of the effectiveness of phages, the rate of bacterial lysis will be investigated. This issue will reduce the microbial load caused by resistant and infectious pathogens and can be used as an effective adjuvant against burn wound infections.