دوره 14، شماره 1 - ( زمستان 1403 )
جلد 14 شماره 1 صفحات 16-1 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Mirzaii A, larijani K, Parkan N. Investigating the effects of silver nanoparticles synthesized by the green method on the expression of biofilm genes in Klebsiella pneumoniae strains. aumj 2025; 14 (1) :1-16
URL: http://aums.abzums.ac.ir/article-1-1782-fa.html
URL: http://aums.abzums.ac.ir/article-1-1782-fa.html
میرزایی امیر، لاریجانی کامبیز، پرکان نسترن. بررسی اثرات نانوذرات نقره سنتز شده به روش سبز بر روی بیان ژنهای بیوفیلمی در سویه‌های کلبسیلا پنومونیه. نشریه علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی البرز. 1403; 14 (1) :1-16
امیر میرزایی*1 
، کامبیز لاریجانی2 ، نسترن پرکان3
، کامبیز لاریجانی2 ، نسترن پرکان3
1- گروه زیست شناسی، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران ، Amir.mirzaie@piau.ac.ir
2- گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3- گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2- گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3- گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده: (1123 مشاهده)
مقدمه: کلبسیلا پنومونیه یک پاتوژن فرصت‌طلب انسانی است. تشکیل بیوفیلم، یکی از خواص مهم این باکتری است که به ایجاد فنوتیپ‌هایی با مقاومت دارویی چندگانه منجر می‌شود. فناوری نانوذرات یکی از زمینه‌های مهم در طیف گسترده‌ای از مطالعات بوده است. در این مطالعه، سنتز سبز نانوذرات نقره و بررسی اثرات آن بر روی بیان ژنهای بیوفیلمی در سویه‌های کلبسیسلا پنومونیه مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش کار : در این مطالعه توصیفی - مقطعی تعداد 60 نمونه از نمونه‌های مختلف بیولوژیک جمع آوری و با استفاده از تستهای تأییدی بیوشیمیایی بررسی شدند. پس از تهیه گیاه سیر از بانک گیاهی مرکز ذخایر زیستی، عصاره اتانولی سیر تهیه شد و سنتز نانوذره نقره به روش سنتز سبز انجام شد. مشخصه یابی نانوذره نقره سنتز شده انجام گردید. توانایی تشکیل بیوفیلم جدایه‌ها نیز بررسی شد. الگوی مقاومتی کلبسیلا پنومونیه به روش دیسک دیفیوژن تعیین شد. حداقل غلظت ممانعت کنندگی نانوذره نقره به روش میکرودایلوشن بر روی سویه‌های مولد بیوفیلم کلبسیلا پنومونیه ارزیابی شد. مالتیپلکس PCR جهت شناسایی ژنهایmrkD، sugE و luxS انجام شد. در نتیجه، بیان ژنهای mrkD، sugE و luxS کلبسیلا پنومونیه تیمار شده با نانوذره نقره به روش Real Time PCR بررسی شدند.
یافته ها: در این مطالعه از تعداد 60 نمونه جمعآوری شده 36 نمونه به‌عنوان کلبسیلا پنومونیه تأیید شدند. تمامی سویه‌ها از نظر تست فنوتیپی بیوفیلم مثبت بودند. اکثر سویه‌ها مقاوم به چند دارو (MDR) بودند. نانوذره نقره سنتز شده دارای ساختار کروی و سیاهرنگ و دارای میانگین سایز ۶۰نانومتر بود. نانوذره نقره بر روی تمامی جدایه‌های مورد مطالعه خاصیت ضدباکتریایی داشت و کمترین و بیشترین غلظت MIC برابر با 6.25 و 100میکروگرم بر میلی‌لیتر گزارش شد.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که بیشترین فراوانی مربوط به ژنluxS در 30 جدایه (83.33 درصد) است، همچنین فراوانی ژنهای sugE و mrkD هر کدام 23 جدایه (63.88 درصد) بود، و تعداد 23 جدایه (68.88 درصد) به طور همزمان دارای هر سه ژن است. بیان ژنهای mrkD، sugE و luxS در سلولهای تیمار شده با نانوذره نقره نسبت به گروه کنترل کاهش قابل توجهی داشت. تشکیل بیوفیلم و مقاومت آنتی‌بیوتیکی جدایه‌های کلبسیلا پنومونیه به‌طور مؤثر در واکنش به نانوذرات اکسید نقره مهار شدند. نتایج تحقیق در کنترل عفونت‌های مقاوم در برابر چند دارو (MDR) در بیماران بستری می‌تواند مفید باشد.
مواد و روش کار : در این مطالعه توصیفی - مقطعی تعداد 60 نمونه از نمونه‌های مختلف بیولوژیک جمع آوری و با استفاده از تستهای تأییدی بیوشیمیایی بررسی شدند. پس از تهیه گیاه سیر از بانک گیاهی مرکز ذخایر زیستی، عصاره اتانولی سیر تهیه شد و سنتز نانوذره نقره به روش سنتز سبز انجام شد. مشخصه یابی نانوذره نقره سنتز شده انجام گردید. توانایی تشکیل بیوفیلم جدایه‌ها نیز بررسی شد. الگوی مقاومتی کلبسیلا پنومونیه به روش دیسک دیفیوژن تعیین شد. حداقل غلظت ممانعت کنندگی نانوذره نقره به روش میکرودایلوشن بر روی سویه‌های مولد بیوفیلم کلبسیلا پنومونیه ارزیابی شد. مالتیپلکس PCR جهت شناسایی ژنهایmrkD، sugE و luxS انجام شد. در نتیجه، بیان ژنهای mrkD، sugE و luxS کلبسیلا پنومونیه تیمار شده با نانوذره نقره به روش Real Time PCR بررسی شدند.
یافته ها: در این مطالعه از تعداد 60 نمونه جمعآوری شده 36 نمونه به‌عنوان کلبسیلا پنومونیه تأیید شدند. تمامی سویه‌ها از نظر تست فنوتیپی بیوفیلم مثبت بودند. اکثر سویه‌ها مقاوم به چند دارو (MDR) بودند. نانوذره نقره سنتز شده دارای ساختار کروی و سیاهرنگ و دارای میانگین سایز ۶۰نانومتر بود. نانوذره نقره بر روی تمامی جدایه‌های مورد مطالعه خاصیت ضدباکتریایی داشت و کمترین و بیشترین غلظت MIC برابر با 6.25 و 100میکروگرم بر میلی‌لیتر گزارش شد.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که بیشترین فراوانی مربوط به ژنluxS در 30 جدایه (83.33 درصد) است، همچنین فراوانی ژنهای sugE و mrkD هر کدام 23 جدایه (63.88 درصد) بود، و تعداد 23 جدایه (68.88 درصد) به طور همزمان دارای هر سه ژن است. بیان ژنهای mrkD، sugE و luxS در سلولهای تیمار شده با نانوذره نقره نسبت به گروه کنترل کاهش قابل توجهی داشت. تشکیل بیوفیلم و مقاومت آنتی‌بیوتیکی جدایه‌های کلبسیلا پنومونیه به‌طور مؤثر در واکنش به نانوذرات اکسید نقره مهار شدند. نتایج تحقیق در کنترل عفونت‌های مقاوم در برابر چند دارو (MDR) در بیماران بستری می‌تواند مفید باشد.
فهرست منابع
1. Gupta M, Didwal G, Bansal S, Kaushal K, Batra N, Gautam V, et al. Antibiotic-resistant Enterobacteriaceae in healthy gut flora: A report from north Indian semiurban community. The Indian journal of medical research. 2019;149(2):276. [DOI:10.4103/ijmr.IJMR_207_18] [PMID] []
2. Wyres KL, Wick RR, Judd LM, Froumine R, Tokolyi A, Gorrie CL, et al. Distinct evolutionary dynamics of horizontal gene transfer in drug resistant and virulent clones of Klebsiella pneumoniae. PLoS genetics. 2019;15(4):e1008114. [DOI:10.1371/journal.pgen.1008114] [PMID] []
3. Geller BL, Li L, Martinez F, Sully E, Sturge CR, Daly SM, et al. Morpholino oligomers tested in vitro, in biofilm and in vivo against multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2018;73(6):1611-9. [DOI:10.1093/jac/dky058] [PMID] []
4. Juan C-H, Chuang C, Chen C-H, Li L, Lin Y-T. Clinical characteristics, antimicrobial resistance and capsular types of community-acquired, healthcare-associated, and nosocomial Klebsiella pneumoniae bacteremia. Antimicrobial Resistance & Infection Control. 2019;8(1):1-9. [DOI:10.1186/s13756-018-0426-x] [PMID] []
5. Masoudian S, Hosseini F, Amini K. Investigating the Effects of Iron Oxide Nanoparticles on the Expression of Biofilm Production Genes and Antibiotic Resistance in Klebsiella pneumoniae Strains. Biological Journal of Microorganism. 2021;10(38):17-26.
6. Vuotto C, Longo F, Pascolini C, Donelli G, Balice M, Libori M, et al. Biofilm formation and antibiotic resistance in Klebsiella pneumoniae urinary strains. Journal of applied microbiology. 2017;123(4):1003-18. [DOI:10.1111/jam.13533] [PMID]
7. Sanzari I, Leone A, Ambrosone A. Nanotechnology in plant science: to make a long story short. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2019;7:120. [DOI:10.3389/fbioe.2019.00120] [PMID] []
8. Bognár S, Putnik P, Šojić Merkulov D. Sustainable green nanotechnologies for innovative purifications of water: Synthesis of the nanoparticles from renewable sources. Nanomaterials. 2022;12(2):263. [DOI:10.3390/nano12020263] [PMID] []
9. Akintelu SA, Folorunso AS. A review on green synthesis of zinc oxide nanoparticles using plant extracts and its biomedical applications. BioNanoScience. 2020;10(4):848-63. [DOI:10.1007/s12668-020-00774-6]
10. Jamil B, Habib H, Abbasi SA, Ihsan A, Nasir H, Imran M. Development of cefotaxime impregnated chitosan as nano-antibiotics: De novo strategy to combat biofilm forming multi-drug resistant pathogens. Frontiers in microbiology. 2016;7:330. [DOI:10.3389/fmicb.2016.00330] [PMID] []
11. Martinez-Gutierrez F, Boegli L, Agostinho A, Sánchez EM, Bach H, Ruiz F, et al. Anti-biofilm activity of silver nanoparticles against different microorganisms. Biofouling. 2013;29(6):651-60. [DOI:10.1080/08927014.2013.794225] [PMID]
12. Liu S, Zhu L, Cao W, Li P, Zhan Z, Chen Z, et al. Defect-related optical properties of Mg-doped ZnO nanoparticles synthesized via low temperature hydrothermal method. Journal of Alloys and Compounds. 2021;858:157654. [DOI:10.1016/j.jallcom.2020.157654]
13. Liu Y, Sun Y, Huang G. Preparation and antioxidant activities of important traditional plant polysaccharides. International Journal of Biological Macromolecules. 2018;111:780-6. [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2018.01.086] [PMID]
14. Salomoni R, Léo P, Montemor A, Rinaldi B, Rodrigues M. Antibacterial effect of silver nanoparticles in Pseudomonas aeruginosa. Nanotechnology, science and applications. 2017:115-21. [DOI:10.2147/NSA.S133415] [PMID] []
15. Ansari MA, Khan HM, Khan AA, Cameotra SS, Pal R. Antibiofilm efficacy of silver nanoparticles against biofilm of extended spectrum β-lactamase isolates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae. Applied Nanoscience. 2014;4:859-68. [DOI:10.1007/s13204-013-0266-1]
16. Kavoosi S, Yaghoubi H. Synthesis of silver nanoparticles using green method of plant extract european marjoram (Origanum majorana) and their antibacterial effects. Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology). 2017;30(2):161-73.
17. Lim W, Macfarlane J, Boswell T, Harrison T, Rose D, Leinonen M, et al. Study of community acquired pneumonia aetiology (SCAPA) in adults admitted to hospital: implications for management guidelines. Thorax. 2001;56(4):296-301. [DOI:10.1136/thorax.56.4.296] [PMID] []
18. Sabahi M, Hamdi S, Mirzaie A. Anti-biofilm activity of synthesized silver nanoparticles using asphodelus dendroides extract against antibiotic resistant and biofilm forming Klebsiella pneumoniae clinical strains: a laboratory study. Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences. 2020;18(12):1233-52.
19. Navon-Venezia S, Kondratyeva K, Carattoli A. Klebsiella pneumoniae: a major worldwide source and shuttle for antibiotic resistance. FEMS microbiology reviews. 2017;41(3):252-75. [DOI:10.1093/femsre/fux013] [PMID]
20. Kaur K. Detection of Mrk D gene and Antibiogram of Biofilm Producing Klebsiella pneumoniae from Various Indwelling Devices. International Journal of Microbiology Research, ISSN. 2020:0975-5276.
21. Shivaee A, Meskini M, Shahbazi S, Zargar M. Prevalence of flmA, flmH, mrkA, ecpA, and mrkD virulence genes affecting biofilm formation in clinical isolates of K. pneumonia. KAUMS Journal (FEYZ). 2019;23(2):168-76.
22. Altun E, Aydogdu MO, Chung E, Ren G, Homer-Vanniasinkam S, Edirisinghe M. Metal-based nanoparticles for combating antibiotic resistance. Applied Physics Reviews. 2021;8(4). [DOI:10.1063/5.0060299]
23. Mousavi B, Tafvizi F, Zaker Bostanabad S. Green synthesis of silver nanoparticles using Artemisia turcomanica leaf extract and the study of anti-cancer effect and apoptosis induction on gastric cancer cell line (AGS). Artificial cells, nanomedicine, and biotechnology. 2018;46(sup1):499-510. [DOI:10.1080/21691401.2018.1430697] [PMID]
24. Ahmad S, Munir S, Zeb N, Ullah A, Khan B, Ali J, et al. Green nanotechnology: A review on green synthesis of silver nanoparticles-An ecofriendly approach. International journal of nanomedicine. 2019:5087-107. [DOI:10.2147/IJN.S200254] [PMID] []
25. Ghanbar F, Mirzaie A, Ashrafi F, Noorbazargan H, Dalirsaber Jalali M, Salehi S, et al. Antioxidant, antibacterial and anticancer properties of phyto‐synthesised Artemisia quttensis Podlech extract mediated AgNPs. IET nanobiotechnology. 2017;11(4):485-92. [DOI:10.1049/iet-nbt.2016.0101] [PMID] []
26. Siddique MH, Aslam B, Imran M, Ashraf A, Nadeem H, Hayat S, et al. Effect of silver nanoparticles on biofilm formation and EPS production of multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae. Biomed research international. 2020;2020:1-9. [DOI:10.1155/2020/6398165] [PMID] []
27. Foroohimanjili F, Mirzaie A, Hamdi SMM, Noorbazargan H, Hedayati Ch M, Dolatabadi A, et al. Antibacterial, antibiofilm, and antiquorum sensing activities of phytosynthesized silver nanoparticles fabricated from Mespilus germanica extract against multidrug resistance of Klebsiella pneumoniae clinical strains. Journal of basic microbiology. 2020;60(3):216-30. [DOI:10.1002/jobm.201900511] [PMID]
28. Heydari R, Rashidipour M, Azadpour M. Green synthesis of silver nanoparticles using aqueous extract of Rosmarinus officinalis L.: synthesis and antibacterial activities. 2016.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
