مجله پژوهش در متابولیت‌های  گیاهی

مجله پژوهش در متابولیت‌های گیاهی

تغییر بیان ژن‌های exo در جدایه‌های بالینی سودوموناس آئروژینوزای مقاوم به آنتی‌بیوتیک تحت تیمار با متابولیت‌های گیاهی (آلیسین و تیمول)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه زیست‌شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
10.22034/jrpsm.2026.574356.1108
چکیده
سابقه و هدف: سودوموناس آئروژینوزا به‌دلیل پتانسیل بیماریزایی بالا، عامل شایع عفونت‌های بیمارستانی است. گسترش مقاومت‌های آنتی‌بیوتیکی به‌ویژه در باکتری‌های گرم منفی سبب شده است، به‌دست آوردن ترکیبات آنتی‌بیوتیکی گیاهی در درمان عفونت‌های ناشی از این باکتری‌ها مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق اثرات ضدمیکروبی ماده موثره آلیسین سیر و تیمول موجود در تعدادی از گیاهان دارویی از جمله آویشن بر روی بیان ژن‌های exoA، exoS وexoT سودوموناس آئروژینوزا به‌عنوان عوامل مهم بیماری‌زا مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: تعداد 50 جدایه‌ بالینی باکتری از بیماران مختلف به‌همراه سویه استاندارد سودوموناس آئروژینوزا ATCC27853 مورد بررسی قرار گرفتند و برای خالص‌سازی باکتری تست‌های بیوشیمیایی مختلف شامل بررسی قابلیت تولید همولیزین، اکسیداز، کاتالاز، اوره‌آز، قابلیت رشد در دمای 42 درجه سلسیوس، منظره رشد در محیط‌های مک‌کانکی، TSI و SIMو مولر هینتون انجام شد و با رنگ‌آمیزی گرم بررسی شدند و تست آنتی‌بیوگرام بر روی محیط کشت مولر هینتون آگار همراه با تعیین حساسیت سودوموناس آئروژینوزا به‌روش دیسک دیفیوژن بر روی آنتی‌بیوتیک‌های سفپیم، جنتامایسین، آمیکاسین، سفتازیدیم، امی‌پنم و سیپروفلوکساسین (بر اساس جدول CLSI) و دیسک‌های آغشته به متابولیت آلیسین و تیمول در محیط کشت انجام شد و پس از آن هاله‌ عدم رشد باکتری‌ها اندازه‌گیری گردید، در ادامه حداقل غلظت مهاری و باکتری‌کشی (MIC وMBC)، ارزیابی و استخراج DNA، RNA، سنتز cDNA و در نهایت Real-time PCR جهت تعیین اثر دو ماده موثره گیاهی، آلیسین و تیمول، بر بیان ژن ‌های‌exoA ، exoS وexoT در غلظت زیر مهاری (subMIC) انجام پذیرفت.
یافته ها: از مجموع 50 جدایه بالینی مورد بررسی، 40 جدایه سودوموناس آئروژینوزا مورد شناسایی و تایید قرار گرفت. میانگین قطر هاله عدم رشد جدایه های بالینی سودوموناس آئروژینوزا در غلظت 10 میلی‌گرم بر میلی‌‌لیتر آلیسین و تیمول، به‌ترتیب، 2/19 و 17 میلی‌متر به‌دست آمدند. بیش‌ترین مقاومت باکتری‌های سودوموناس در مقابل آنتی‌بیوتیک‌های سفتازیدیم و امیپنم و کم‌ترین مقاومت در مقابل آمیکاسین و جنتامایسین بود. رقت 1:8، غلظت 25/1 میلی‌گرم بر میلی‌‌لیتر آلیسین و تیمول، نماینده MIC و رقت 1:2، غلظت 5/2 میلی‌گرم بر میلی‌‌لیتر آلیسین و تیمول، بیان‌گر MBC بود. حضور ژن‌های exo مورد بررسی در جدایه‌های بالینی سودوموناس آئروژینوزا در محصولPCR ژنوم باکتری استخراج شده با پرایمرهای اختصاصی هر ژن تایید شد. نتایج به‌دست آمده از Real-Time PCR نشان داد که آلیسین در غلظت زیرمهاری (6/0 میلی‌گرم بر میلی‌‌لیتر) در این مطالعه باعث کاهش بیان ژن‌های exoA، exoS وexoT در جدایه‌های سودوموناس آئروژینوزا می‌شود. آنالیز داده‌ها نشان داد بیان ژن‌های exoT و exoS در جدایه‌های سودوموناس آئروژینوزا تحت تیمار با آلیسین، با 001/0P< و ژن exoA، با 01/0P<، به‌طور معنی‌دار کاهش پیدا کرده است. هم‌چنین بیان ژن‌های exoA و exoS در جدایه‌های سودوموناس تحت تیمار با ماده موثره تیمول در غلظت subMIC (6/0 میلی‌گرم بر میلی‌‌لیتر) به‌طور معنی‌دار (001/0P<) کاهش پیدا کرد.
نتیجه‌گیری: این تحقیق نشان داد متابولیت‌های گیاهی آلیسین در سیر و تیمول در آویشن، با اثر باکتری‌کشی قابل توجه، باعث کاهش بیان ژن‌های exo در سودوموناس آئروژینوزا می‌شوند. امید است نتایج به‌دست آمده از این تحقیق در آینده، بعد از انجام تحقیقات بالینی استاندارد، منجر به تولید دارویی حاوی ماده موثره آلیسین و تیمول با اثر ضدباکتریایی قوی شوند.
کلیدواژه‌ها

Aghaei, S., Javadi, A., Sharifi, Y. & Marvati A. )2016(. Detection of exotoxin genes A, Y, T, U, S in Pseudomonas aeruginosa resistant to third-generation cephalosporins isolated from clinical samples of patients hospitalized in Qom hospitals, Qom University of Medical Sciences Journal, 1(10): 48-49 (In persian). https://doi: 20.1001.1.17357799.1395.10.1.9.9.
Althunibat, O., Qaralleh, H., Sati, Y., Muayad, A., Khleifat, K.H., Ibrahim, S., Majali, H. & Aldalin Walid, A. )2011(. Effect of Thymol and Carvacrol, the Major Components of Thymus capitates on the Growth of Pseudomonas aeruginosa. Journal of pure and applied microbiology, 10(6): 367-374. https://doi: 10.22207/JPAM.10.1.49.
Arbabi klati, F., shirazi, M., pourzamani, M. & Dabiri, S. (2018). Comparing the effect of herbal extracts of thyme, cloves, and cinnamon with nystatin on the inhibition of Candida albicans. Journal of Research in Dental Sciences, 8(4):175-179 (In persian). https://doi: 20.1001.1.20084676.1390.8.4.3.8.
Ataei, S. & Pourghaffar H. (2025). Investigation of the effect of the active ingredient allicin and cinnamon on beta-lactam-resistant Pseudomonas aeruginosa under invitro conditions and bioinformatics study. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plant Research, 42(1):584-590(In Persian). https://doi: 10.22092/ijmapr.2026.368772.3524.
Augustin, D., Song, Y., Beak, M., Sawa, Y. & Singh, G. (2007). Presence or absence of lipopolysaccharide O antigens affects type III secretion by Pseudomonas aeruginosa. Journal of Bacteriology, 189(6): 204-213. https://doi: 10.1128/JB.01839-06.
Cutler, R. & Wilson, P. (2020). Antibacterial activity of a new, stable, aqueous extract of allicin against  methicillin-resistant Staphylococcus aureus. British journal of Biomedical science, 61(2): 71-4. https://doi10.1080/09674845.2004.11732646.
Davies, J. & Ryan, KS. (2012). Introducing the parvome: Bioactive compounds in the microbial world. ACS Chemical Biology, 225-252. https://doi10.1021/cb200337h. 
Dehghan, A., Ebadi, M, Naqdabadi, H., Shahriari, F., Azizi, M. & Asghari, G. (2009). A review of new techniques in the production of tropane alkaloids. Journal of Medicinal Plants, 9(1): 33 (In Persian). https://doi: 20.1001.1.2717204.2010.9.33.18.4.
Fitriana, N., Aniya, A., Pamasyah, F., Anam, M. & Lestari, S. (2019). The effectiveness comparison of single bulb garlic extract for antibacterial agent Pseudomonas aeruginosa. International Conference on Life Sciences and Technology, 12-28. https://doi: 10.1088/1755-1315/276/1/012028.
Forbes, B.A., Sahm, D.F. & Weissfeld, A.S. (2009). Diagnostic Microbiology. 11th ed. Missouri: Mosby Company, 389-391.  
García-Salinas. S., Elizondo-Castillo, H., Arruebo, M., Mendoza, G. & Irusta, S. (2018). Evaluation of the Antimicrobial Activityand Cytotoxicity of Different Components of Natural Origin Present in Essential Oils, Molecules. 23(1): 39-49. https://doi: 10.3390/molecules23061399.
Jabal Ameli, L., Aini, M. & Jabal Ameli, F. (2017). Evaluation of antibiotic resistance patterns, detection of exo genes and determination of biofilm formation ability of Pseudomonas aeruginosa isolates obtained from blood and urine samples. Journal of Molecular Cellular Biotechnology, 28(7): 62-66 (In Persian). https://doi: 20.1001.1.22285458.1396.7.28.7.1.
JLee, E., Acowell, B., JEvans, D. & Fleiszig, S. (2003). Contribution of exsA–regulated factors to corneal infection by cytotoxic and invasive Pseudomonas aeruginosa in a murine scarification model. Investigative Ophthalmology and Visual Science, 44(9): 3892-3898. https://doi: 10.1167/iovs.02-1302.
Khodai Motlagh, M., Rahimi, M., Khormian, B., Derlich, M. & Azizzadeh, M. (2021).  Monitoring udder health status using somatic cell counts in Holstein dairy herds in northeastern Iran and the effectiveness of a 10-point mastitis control program. Iranian Veterinary Journal, 22(4): 326-330 (In Persian). https://doi: 10.22099/IJVR.2021.40046.5805.
Mokhtari, Kh. & Amini, K. (2020). Molecular identification of virulence genes in Pseudomonas aeruginosa isolated from human and animal samples and their antibiotic resistance pattern. Iranian journal of medical microbiology, 13(7):  294-296. https://doi: 10.30699/ijmm.13.4.294.
Molana, Z. & Shahandeh, Z. (2003). The effect of garlic and its extract on inhibiting the growth of Pseudomonas aeruginosa. Scientific Journal of Babol Faculty of Medical Sciences, 5(3): 57-62 (In persian). https://doi:: 20.1001.1.15614107.1382.5.3.10.7.
Muhammad Wada, N., Adamu Ambi, A., Aliyu Ibrahim, A., Kirfi Bello, S., Abdullahi U., Timothy James, D. (2021). Antimicrobial Activity of Extracts of Turmeric (Curcuma longa) and Garlic (Aliium sativum) Against Selected Bacterial Clinical Isolates. Mediterranean Journal of Infection Microbes and Antimicrobials, 10(6): 1-7. https://doi: 10.4274/mjima.galenos.2021.2020.6.
Okoye, A. & Famefuna, L. (2010). Invitro Determination of Bactericidal Effects of Garlic (Allium sativum) on Staphylococcus aureus and Escherichi coli. Nigerian Journal of Scinece, Technology and Environmental Education (NIJOSTEE), 3(1): 28-29. https://doi: https://doi: 10.20546/ijcmas.2019.809.060.
Omidbeigi, R. (1997). Production and processing of medicinal plants. Tehran: Tararan Pub, 72 (In Persian).
Shen-kang, Q., Bonnet, L., Kuhn, M., Derouazi, L. & Lamdtte, D. (2008). Orf1/ Spcs chaperones exoS for type three secretion by Pseudomonas aeruginosa. Biomedical and Enviromental Sciences, 21(2): 103-109. https://doi: 10.1016/S0895-3988(08)60014-8.
Zahedani, S., Jahantigham, M. & Amini, Y. (2018). Determination of antibiotic resistance pattern in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa. Journal of the Faculty of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, 8(76): 517-518 (In Persian). https://doi: 10.29252/iau.28.3.212.