اثر فرم آزاد و نانوکپسوله گوایاکول (Guaiacol)، ترکیب موجود در اسانس Campsis radicans (L.) Seemann بر روی بیان ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی سودوموناس آئروژینوزا، اشریشیا کلی و کاندیدا آلبیکنس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای میکروبیولوژی، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استادیار، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 استادیار، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

5 استادیار، گروه بیوشیمی، دانشکده علوم پایه، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

چکیده

Pseudomonas aeruginosa، Escherichia coli و Candida albicans پاتوژن‌های بیمارستانی می‌باشند که به‌دلیل مقاومت آنتی‌بیوتیکی روند درمان را مشکل ساخته‌اند. در این تحقیق، اثر ضدمیکروبی اسانس گیاه Campsis radicans (L.) Seemann روی سویه‌های P. aeruginosa مقاوم به ایمی‌پنم حاوی ژن Imipenemase (IMPE. coli مقاوم به سفکسیم حاوی ژن Type ESBLgene (TEM) و C. albicans مقاوم به فلوکونازول حاوی ژن ETS-related (ERG) بررسی شد. براساس نتایج، کلیه سویه‌ها به اسانس حساس بوده و قطر هاله عدم رشد از 10 تا mm 20 متغیر بود که بیشترین حساسیت در C. albicans دیده شد. بعد از شناسایی 32 ترکیب در اسانس با استفاده از GC/MS، ترکیب گوایاکول به‌عنوان ماده مؤثر آن انتخاب و به روش امولسیون دوفازی نانوکپسوله گردید. میانگین MIC در فرم آزاد گوایاکول µg.mL-1 268.7-537.5 و در انکپسوله شده µg.mL-1 67.18-268.75 بود که نشان‌دهنده اثرگذاری بیشتر فرم انکپسوله نسبت به فرم آزاد آن است. بررسی رهایش هر دو فرم طی 72 ساعت نشان داد که رهاسازی فرم انکپسوله به‌صورت هدفمندتر و طی زمان بیشتر یعنی کاهش سمّیت آن می‌باشد. سپس اثربخشی دو فرم گوایاکول بر ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی بررسی گردید و مشخص شد که این کاهش در سودوموناس و کاندیدا بهتر از اشریشیا کلی بوده است. به‌طور کل هر دو فرم آزاد و انکپسوله در مقایسه با ژن شاهد rRNA 16s به‌طور معنی‌داری باعث کاهش بیان ژن شدند که این کاهش در فرم انکپسوله محسوس‌تر از فرم آزاد بود. همچنین بررسی اثر سینرژیسم دو فرم گوایاکول نشان داد که استفاده ترکیبی هر ماده با نانوکپسول خود اثر ضدمیکروبی بیشتری نسبت به استفاده هر یک به تنهایی دارد. نتایج این تحقیق اثر ضدمیکروبی اسانس گیاه C. radicans را تأیید کرد و نیز نشان داد که دو فرم گوایاکول دارای ترکیب‌هایی جهت مهار ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی بوده، در نتیجه می‌توانند به‌عنوان یک مکمل درمانی استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • - Ahmadi Roudbaraki, Z., Ranji, N. and Soltani Tehrani, B., 2017. Deregulation of MexB gene in ciprofloxacin resistant isolates of Pseudomonas aeruginosa treated with silibinin-encapsulated in nanoparticles. Journal of Babol University of Medical Sciences, 19(11): 42-49.

    - Akbarzadeh, I., Shayan, M., Bourbour, M., Moghtaderi, M., Noorbazargan, H., Eshrati Yeganeh, F., Saffar, S. and Tahriri, M., 2021. Preparation, optimization and in-vitro evaluation of curcumin-loaded niosome@calcium alginate nanocarrier as a new approach for breast cancer treatment. Biology, 10(3): 173.

    - Bijari, B., Abbasi, A., Hemati, M. and Karabi, K., 2015. Nosocomial Infections and related factors in southern Khorasan hospitals. Iranian Journal of Medical Microbiology, 8(4): 69-73.

    - Esmaeili, A. and Niknam, S., 2014. Preparation of polyamide nanocapsules of Elaeagnus angustifolia L. delivery with in vivo studies. Industerial Crops and Products, 55: 49-55.

    - Esmaeili, A., Rahnamoun, S. and Sharifnia, F., 2013. Effect of O/W process parameters on Crataegus azarolus L. nanocapsule properties. Journal of Nanobiotechnology, 11: 16.

    - Ghaderi, R.S., Kazemi, M. and Soleimanpour, S., 2021. Nanoparticles are more successful competitor than antibiotics in treating bacterial infections: a review of the literature. Iranian Journal of Medical Microbiology, 15(1): 18-45.

    - Ghaznavi-Rad, E., Shamsudin, M., Sekawi, Z. and Vanbelkum, A., 2010. Multiplex PCR assay for fast and easy discrimination of globally distributed staphylococcal cassette chromosome mec types in methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Journal of Medical Microbiology, 59(10): 1135-1139.

    - Ghomi, Z., Tafvizi, F., Naseh, V. and Akbarzadeh, I., 2020. Effect of Artemisia ciniformis extract on expression of NorA efflux pump gene in ciprofloxacin resistant Staphylococcus aureus by Real Time PCR. Iranian Journal of Medical Microbiology, 14(1): 55-69.

    - Ghorbani, S., Kargar, M., Doosti, A., Abbasi, P. and Sarshar, M., 2015. Molcular eoidemiology of ESBLs Gens and multidrug resistance in diarrheagenic E coli strains isolated from adults in Iran. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 14(4): 1257-1262.

    - Hashemi, N., Mojiri, M., Yazdani, P., Eskandari, S.H., Mohammadian, M. and Alavi, I., 2017. Prevalence of antibiotic resistance and blaIMP-1 gene among Pseudomonas aeruginosa strain. Microbiology Research, 8(2): 59-63.

    - Islam, M., Jannat, T., Ruhul Kuddus, M.D., Rashid, M.A. and Haque, M.R., 2019. In vitro and in vivo evaluation of pharmacological potentials of Campsis radicans L. Clinical Phytoscience, 5: 42.

    - Jafari sales, A., Rasibonab, F. and Sayyahi, J., 2019. The survey on antimicrobial effects of methanolic extract of Carum copticum L. on Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa in laboratory conditions. Paramedical Sciences and Military Health, 13(4): 19-25.

    - Khodavandi, A., Alizadeh, F. and Marashi, N., 2018. antibiofilm activity of fluconazole/terbinafine combination in Candida albicans HWP1 gene expression. Journal of Arak University Medical Sciences, 20(11): 22-33.

    - Langeveld, W.T., Veldhuizen, E.J.A. and Burt, S.A., 2014. Synergy between essential oil components and antibiotics:a review. Critical Reviews in Microbiology, 40(1): 76-94.

    - Larypoor, M. and Frsad, S., 2011. Evaluation of nosocomial infections in one of hospitals of Qom. Iranian Journal of Medical Microbiology, 5(3): 7-17.

    - Mahmoodi, S., Nowroozi, J. and Laripour, M., 2018. Prevalence of tir gene in E. coli Strain isolated from cold foods. Iranian Journal of Clinical Infectious Diseases and Tropical Medicine, 23(81) 29-34.

    - Mihani, F. and Khosravi, A., 2007. Isolation of Pseudomonas aeruginosa strains producing metallo beta lactamases from infections in burned patients and identification of blaIMP and blaVIM genes by PCR. Iranian Journal of Medical Microbiology, 1(1): 23-31.

    - Mirzaie, A., Noorbazargan, H., Khatami, H., Sadatshandiz, A., Rahimi, A. and Bagherikashtali, A., 2017. Evaluation of chemical composition of Helichrysum artemisioides Extract its effect on biofilm formation and IcaD gene expression in clinical isolates of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Journal of Ilam University of Medical Sciences, 25(1):
    180-194.

    • Moghtaderi, M., Mirzaie, A., Zabet, N., Moammeri, A., Mansoori-Kermani, A., Akbarzadeh, I., Eshrati Yeganeh, F., Chitgarzadeh, A., Bagheri Kashtali, A. and Ren, Q., 2021. Enhanced antibacterial activity of Echinacea angustifolia extract against multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae through niosome encapsulation. Nanomaterials, 11(6): 1573.
    • - Panda, S.P., Panigrahy, U.P., Panda, S. and Jena, B.R., 2019. Stem extract of Tabebuia chrysantha induces apoptosis by targeting sEGFR in Ehrlich Ascites Carcinoma. Journal of Ethnopharmacology, 235: 219-226.

    - Ramtin, M., Massiha, A., Mahid Khoshkholgh-Pahlaviani, M.M., Issazadeh Khosro, M.R., Assmar, M. and Zarrab, S., 2014. In Vitro Antimicrobial Activity of Iris pseudacorus and Urtica dioica. Zahedan Journal of Research in Medical Sciences, 16(3): 35-39.

    - Roshani, M., Heidary, M., Goudarzi, H., Hashemi, A., Eslami, G. and Yousefi, N., 2016. Investigating the antibacterial effect of methanoland acetone extracts of Urtica Dioica and Zataria Multiflora against metallo beta-lactamase Producing Pseudomonas aeruginosa. Journal of Ilam University of Medical Sciences, 24(3): 70-78.

    - Sabahi, M., Hamdi, S.M. and Mirzaei, A., 2020. Anti-biofilm activity of synthesized silver nanoparticles using asphodelus dendroides extract against antibiotic resistant and biofilm forming Klebsiella pneumoniae clinical strains: a laboratory study. The Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences, 18(12): 1233-1252.

    • Salehi, S., Sadat Shandiz, A., Ghanbar, F., Raouf Darvish, M., Shafiee Ardestani, M., Mirzaie, A. and Jafari, M., 2016. Phytosynthesis of silver nanoparticles using Artemisia marschalliana Sprengel aerial part extract and assessment of their antioxidant, anticancer, and antibacterial properties. International Journal of Nanomedicine, 11: 1835-1846.
    • Sarkic, A. and Stappen, I., 2018. Essential oils and their single compounds in cosmetics-a critical review. Cosmetics, 5(1): 11.
    • - Shamsi, F., Bagheri, A. and Mirzaei, A., 2021. Synthesis, physico-chemical properties and anti-bacterial activity of alginate nanogel encapsulated Artemisia diffusa extract. Journal of Developmental Biology, 12(4): 37-46.
    • Sharif, R. and Amini, K., 2019. Effect of iron oxide nanoparticles and probiotic bifidobacterium bifidum on mexa gene expression in drug resistant isolates of Pseudomonas aeruginosa. Research in Medicine, 43(3): 118-123.

    - Sobiyana, P., Anburaj, G. and Manikandan, R., 2019. Comparative analysis of the in vitro antioxidant activity of Tabebuia rosea and Tabebuia argentea. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 8(1): 2673-2677.

    - Wen, J. and Jansen, R.K., 1995. Morphological and molecular comparisons of Campsis grandiflora and C. radicans (Bignoniaceae), an eastern Asian and eastern North American vicariad species pair. Plant Systematics and Evolution, 196(3/4): 173-183.

    - Xu, Y., Sheng, F., Zhaho, J., Chen, L. and Li, C.H., 2015. ERG11 Mutations and expression of resistance genes in fluconazole-resistant Candida albicans isolates. Archives of Microbiology, 197(9): 1087-1093.

    - Yakhchi, V., Jahanizadeh, Sh., Yazdian, F., Rashedi, H. and Haghiralsadat, B.F., 2020. Synthesis and evaluation of lipid-based nanoparticle containing ginger extract against Aspergillus species. Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, 28(6): 2766-2780.