رديابي ژن بتالاكتاماز در باكتري‌هاي جداشده از خاك‌هاي كشاورزي، چراگاه و معدن پيرامون معادن استان همدان، ايران

Detection of Beta-lactamase gene in the culturable bacteria isolated from agricultural, pasture and mining soils around mines in Hamedan, Iran

مقدمه: فعاليت‌هاي كشاورزي يكي از راه‌هاي افزايش و پراكنش مقاومت پادزيستي در باكتري‌هاي بيماري‌زاي انساني هستند. از آنجا كه پادزيست‌هاي گروه بتالاكتام بيشترين درصد پادزيست‌هاي استفاده‌شده در اكثر كشورها هستند، سنجش فراواني ژن‌هاي بتالاكتاماز يكي از ملاك‌هاي بررسي گسترش مقاومت پادزيستي باكتري‌ها است. بنابراين در پژوهش حاضر، فراواني باكتري‌هاي كشت‌پذير داراي ژن bla-TEMدر خاك‌هاي با كاربري گوناگون آزمون شد. مواد و روش ها: تعداد 44 باكتري گرم مثبت و 34 باكتري گرم منفي از خاك‌هاي كشاورزي، چراگاه و معدن روي كشتگاه آگار مغذي جدا و براي رديابي ژن bla-TEM با PCR بررسي شدند. سپس، توان مقاومت باكتري‌‌هاي bla+ به پادزيست‌ها با روش پخشيدگي ديسك با 7 ديسك آموكسي‌سيلين، آمپي‌سيلين، استرپتومايسين، ونكومايسين، تتراسايكلين، داكسي‌سايكلين و جنتامايسين بررسي شد. در پايان، 5 جدايه bla+ شناسايي شدند كه به بيش از يك پادزيست مقاوم بودند. نتايج: بيشترين فراواني ژن‌هاي بتالاكتاماز در باكتري‌هاي گرم منفي و گرم مثبت چراگاه‌ها ديده شد. در كاربري‌هاي كشاورزي و معدن نيز درصد زيادي جدايه bla+ يافت شد كه بسياري از آنها از ديد فنوتيپي نيز به آموكسي‌سيلين و آمپي‌سيلين مقاوم بودند. تعداد 5 جدايه داراي ژن بتالاكتاماز با مقاومت چندگانه به پادزيست‌ها شناسايي شدند كه باكتري‌هاي جنس آمينوباكتر، اكروموباكتر، باسيلوس، بروي‌باسيلوس و بروونديموناس بودند. بحث و نتيجه گيري: زيادبودن شمار باكتري‌هاي داراي ژن‌هاي بتالاكتاماز در همه كاربري‌ها ممكن است به ‌دليل كاركردهاي ديگر اين ژن‌ها مانند دفع تركيبات سمي نظير فلزهاي سنگين از زيستگاه آلوده باشد. حساسيت فنوتيپي برخي جدايه‌ها كه ژن‌هاي مقاومت به آموكسي‌سيلين كلاولانيك‌اسيد در آنها شناسايي شد، به درجه‌هاي گوناگون مقاومت ژن‌ها در برابر پادزيست‌ها وابسته است. برخي باكتري‌هاي شناسايي‌شده از جنس‌هاي بيماري‌زا بودند و وجود اين باكتري‌ها در خاك‌ها و سرايت آنها به گياه موجب آسيب به سلامت گياه مي‌شود. همچنين فراواني باكتري‌هاي داراي ژن‌هاي بتالاكتاماز در خاك‌هاي كشاوررزي، ناكارامدي روزافزون پادزيست‌هاي بتالاكتام را نشان داد.

Introduction: Growing evidence exists that agriculture affects antibiotic resistance in human pathogens. Beta-lactam antibiotics are the most commonly used antimicrobial agents in many countries. The abundance of beta-lactamase encoding genes can be used as an indicator of antibiotic resistance in the environment. So, to determine the beta-lactamase resistance genes, the abundance of culturable bacteria having bla-TEM genes in the soils under different land uses was examined. Materials and methods: 44 Gram-positive and 34 Gram-negative bacteria plated on nutrient agar were isolated from agricultural, pasture and mining soils and selected to study the presence of TEM-class gene using PCR amplification. Antibiotic sensitivity test of bla-TEM+ isolates was done adopting the Kirby-Bauer disk diffusion method and antibiotic discs used were: ampicillin, amoxicillin, vancomicin, streptomycin, tetracycline and gentamicin. Finally, five multi-drug resistant and bla-TEM+ isolates were identified using universal primers. Results: The highest level of beta-lactamase genes was observed in the Gram-positive and Gram-negative isolates from the pasture soils. In the agricultural and mining soils, a high abundance of bla-TEM+ isolates was found which also showed resistance to beta-lactam antibiotics. The identified multi-drug resistant and bla-TEM+ isolates were from these genera: Achromobacter, Bacillus, Brevibacillus, Aminobacter and Brevundimonas. Discussion and conclusion: The high number of bla-TEM+ bacteria in all the soils may be attributed to the other important feature of bla genes which is their capability to extrude toxic compounds like heavy metals in contaminated environments. Sensitivity of some bla-TEM+ bacteria to beta-lactam antibiotics was interesting. This result shows that bla-TEM genes confer resistance to beta-lactamase inhibitors in a different degree. Some of the identified isolates were pathogen. These pathogens in soils can transfer to plants and human which induce health problems. A high abundance of bla-TEM+ bacteria in the agricultural soil indicates the inefficiency of beta-lactam antibiotics.