Alborz University Medical Journal

fa بررسی وابسته به زمان بیان ژن‌های تنظیم‌کننده بیوفیلم طی مراحل بلوغ بیوفیلم در سودوموناس آئروژینوزا Time‑dependent analysis of biofilm‑regulatory gene expression during biofilm maturation in Pseudomonas aeruginosa تخصصي Special پژوهشي Research    مقدمه: سودوموناس آئروژینوزا پاتوژن فرصت‌طلبی است که اغلب منجر به عفونت‌های بیمارستانی خطرناکی در افراد با سیستم ایمنی ضعیف شده می‌شود. از مهم‌ترین عوامل مهم بیماری‌زایی این باکتری توانایی تولید بیوفیلم بوده که با مقاوم ساختن باکتری در مقابل اکثر آنتی‌بیوتیک‌ها درمان عفونت با این باکتری را دشوار می‌سازد. کنترل تولید بیوفیلم و مراحل بلوغ آن تحت‌تأثیر ژن‌های متعددی است. هدف از این مطالعه ارزیابی تغییرات بیان ژن‌های اصلی کنترل‌کننده تولید بیوفیلم در طی مراحل بلوغ آن است. روش کار: این مطالعه بر روی سویه استاندارد سودوموناس آئروژینوزا ATCC10145 صورت گرفت. پس از کشت و تأیید نهائی سویه، باکتری از لحاظ تولید بیوفیلم با میکروتیتر - پلیت مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس میزان تغییرات بیان ژن‌های lasR ,rhlR ,gacA ,retS در زمان‌های مختلف در پروسه تولید و بلوغ بیوفیلم با استفاده از روش Real-time PCR  انجام گرفت و نتایج با استفاده از نرم‌افزار GraphPad Prism 8.0 مورد تجزیه - تحلیل قرار گرفت.    نتایج: نتایج سنجش بیان ژن نشان داد که بیان تمامی ژن‌های lasR, rhlR, gacA, retS  در طول دوره پنج‌روزه بلوغ بیوفیلم به‌صورت کلی از زمان صفر (پلانکتونی) تا روز پنجم (بیوفیلم بالغ) روند افزایشی معنی‌داری داشت (P<0.0001).  به طور خاص، بالاترین میزان افزایش بیان مربوط به ژن gacA  (تقریباً 56 برابر) و lasR (تقریباً 50 برابر) بود.    نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که در طی تولید و بلوغ بیوفیلم در سودوموناس آئروژینوزا، بیان ژن‌های کنترل‌کننده، حتی ژن‌هایی که اثر مهاری بر تولید بیوفیلم دارند روند افزایش وابسته به زمان دارند که حاکی از ارتباط پیچیده این ژن‌ها در حین کنترل تولید بیوفیلم در این باکتری است. Introduction: Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that frequently causes severe healthcare-associated infections, particularly in immunocompromised patients. Biofilm formation is a major virulence factor that contributes to bacterial persistence and increased resistance to antimicrobial agents. This study aimed to evaluate the expression patterns of key biofilm-regulatory genes during different stages of biofilm maturation. Methods: The standard strain Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145 was cultured, and biofilm formation was quantified using a microtiter plate assay. The expression levels of the biofilm-associated regulatory genes lasR, rhlR, gacA, and retS were assessed at multiple time points over a five-day period using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). Statistical analyses were performed using GraphPad Prism version 8.0. The study was approved by the Ethics Committee of Alborz University of Medical Sciences (IR.ABZUMS.REC.1398.066) and was conducted in accordance with the principles of the Declaration of Helsinki. Results: Expression analysis demonstrated a significant time-dependent increase in the expression levels of all investigated genes (lasR, rhlR, gacA, and retS) throughout the biofilm maturation process, from the planktonic phase (day 0) to mature biofilm formation (day 5) (P < 0.0001). The greatest increases were observed for gacA and lasR, with approximately 56-fold and 50-fold upregulation, respectively, compared with baseline expression levels. Conclusion: The biofilm maturation process in P. aeruginosa is associated with significant upregulation of key regulatory genes involved in quorum sensing and two-component regulatory systems. The observed increase in both activating and inhibitory regulatory genes highlights the complexity of the genetic network governing biofilm development and may provide potential targets for future anti-biofilm therapeutic strategies. سودوموناس آئروژینوزا, بیوفیلم, سیستم‌های تنظیم‌کننده دوجزئی, کوئوروم سنسینگ Pseudomonas aeruginosa, Biofilms, Quorum Sensing, Two-Component Regulatory Systems, Gene Expression Regulation, Bacterial, Virulence Factorssensing. 0 0 http://aums.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1747-1&slc_lang=fa&sid=1 Siavash Aynesazi سیاوش آینه سازی sya_aynesazi1993@yahoo.com 100319475328460014975 100319475328460014975 No Department of Microbiology, Faculty of Science, Islamic Azad University, North Tehran Branch, Tehran, Iran گروه میکروبشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران Parastoo Sharifian پرستو شریفیان parastoosharifian7@gmail.com 100319475328460014976 100319475328460014976 No Department of Microbiology, Faculty of Medicine, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran گروه میکروبشناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران Mahnaz Tavakoli مهناز توکلی Mahnaztavakoli84@gmail.com 100319475328460014977 100319475328460014977 No Department of Microbiology, Faculty of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran گروه میکروبشناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران Mohammad Mohammadzadeh محمد محمدزاده m.mohammadzadeh84@yahoo.com 100319475328460014978 100319475328460014978 Yes Department of Microbiology, Faculty of Medicine, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran گروه میکروبشناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران