دانشگاه اصفهان زیست شناسی میکروبی 3060-7647 10 39 2021 09 23 Evaluating Antibacterial Effects of Silver Nanoparticles on blaTEM Gene Expression in Escherichia Coli Strain Resistant to Beta-Lactam Antibiotic بررسی اثرات ضدباکتریایی نانوذرات نقره بر بیان ژن blaTEM در سویة اشرشیا کلی مقاوم به آنتی‌بیوتیک بتالاکتام 87 100 25609 10.22108/bjm.2021.125907.1353 FA ولید البدیری دانشجوی کارشناسی ارشد گروه زیست‌شناسی، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد، مشهد، ایران فرحناز مولوی استادیار گروه زیست‌شناسی، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد، مشهد، ایران مریم طهرانی پور دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد، مشهد، ایران Journal Article 2020 12 06 Introduction: So far, studies have shown that an important reason for Escherichia coli resistance to beta-lactam antibiotics is the presence of broad-spectrum beta-lactamases (ESBLs) which are the product of SHV and TEM gene expression. Some studies also show that the use of nanoparticles can be effective in eliminating bacterial resistance. Therefore, the present study aimed to investigate the effects of silver nanoparticles on the expression of the blaTEM beta-lactamase resistance gene and determin the pattern of antibiotic resistance in existing Escherichia coli samples. Materials and Methods: In this cross-sectional descriptive study, 64 Escherichia coli were collected from 11 medical diagnostic laboratories. These samples were identified using standard laboratory methods and specific cultures. The PCR method was used to evaluate the frequency of the blaTEM gene. To evaluate the antibiotic susceptibility pattern of the strains, the disk diffusion method was performed based on the CLSI protocol. Silver nanoparticles were synthesized from the ginger extract and real-time PCR was used to investigate the effect of silver nanoparticles on blaTEMgene expression. Results: From 64 Escherichia coli resistant samples, 61 samples were beta-lactamase resistant. Phenotypic evaluation of the antibiotic resistance pattern of beta-lactamase-resistant Escherichia coli strains showed that 90% was resistant to penicillin, 66% to carbonicillin, 87% to isolates to erythromycin, 85% to cefotaxime 84% to ceftriaxone, 49% to gentamicin, 37% to spirofloxacin, 22% to imipenem, and 12% to linezolid. The highest antibiotic resistance belonged to penicillin (90%) and erythromycin (87%) and the lowest to imipetmo (22%) and linezolid (12%), respectively. Molecular analysis showed the presence of the blaTEMgene in all samples. The results of the real-time method showed that the effect of silver nanoparticles on blaTEMgene expression was significant. Discussion and Conclusion: The presence of 61 resistant samples out of 64 samples in the present study indicates an increase in the resistance of Escherichia coli to various antibiotics, which could be a serious concern for the treatment of infections caused by Escherichia coli. The effectiveness of silver nanoparticles on blaTEMgene expression suggests that it could be a good alternative to existing antibiotics. مقدمه: تاکنون نتایج نشان داده است دلیل مهم مقاومت باکتری اشرشیا کلی به آنتی‌بیوتیک بتالاکتام، وجود بتالاکتامازهای وسیع‌الطیف (ESBLs) است که محصول بیان ژن‌های SHV و TEM هستند. همچنین، مطالعات زیادی نشان می‌دهند استفاده از نانوذرات می‌تواند برای از بین بردن مقاومت باکتری‌ها مؤثر باشد؛ بنابراین، هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر نانوذرات نقره بر میزان بیان ژن مقاومت به بتالاکتاماز blaTEM و تعیین الگوی مقاومت آنتی‌بیوتیکی در سویه‌های اشرشیا کلی است. مواد و روش‏‏ها: در این مطالعة مقطعی - توصیفی 64 اشرشیا کلی از 11 آزمایشگاه تشخیص طبی جمع‌آوری شده و با استفاده از روش‌های استاندارد آزمایشگاهی و کشت اختصاصی تأیید هویت شده‌اند. برای بررسی وجود ژن‌ blaTEM از روش PCR استفاده شد. به‌منظور ارزیابی الگوی حساسیت آنتی‌بیوتیکی سویه‌ها، روش انتشار دیسک براساس پروتکل CLSI انجام شد. نانوذرة نقره با عصارة زنجبیل ساخته و برای بررسی اثر نانوذرة نقره بر بیان ژن blaTEMاز روش Real time PCR استفاده شد. نتایج: از 64 سویة اشرشیا کلی مقاوم 61 سویه به بتالاکتام مقاوم بودند. ارزیابی فنوتیپی الگوی مقاومت آنتی‌بیوتیکی سویه‌های اشرشیا کلی مقاوم به بتالاکتام نشان داد 90 درصد به پنی‌سیلین، 66 درصد به کربنی‌سیلین، 87 درصد به اریترومایسین، 85 درصد به سفوتاکسیم، 84 درصد به سفتریاکسون، 49 درصد به جنتامایسین، 37 درصد به سپیروفلوکساسین 22 درصد به ایمی‌پنم و 12 درصد به لینزولید مقاومت داشتند؛ یعنی بیشترین میزان مقاومت آنتی‌بیوتیکی به‌ترتیب متعلق به پنی‌سیلین (90 درصد) و اریترومایسین (87 درصد) و کمترین نسبت به ایمی‌پنم (22 درصد) و لینزولید (12 درصد) بود. بررسی مولکولی نشان‌دهندة حضور ژن blaTEM در تمام سویه‌ها بود. نتیجة بررسی ریل تایم روی 3 سویه که وجود ژن blaTEM در آنها توسط PCR تأیید شده بود و تحت تیمار نانوذرات نقره قرار گرفته بودند نشان داد تأثیر نانوذرات نقره بر بیان ژن blaTEM معنادار و کاهنده است و می‌تواند با کاهش بیان ژن blaTEMو کاهش ترشحآنزیم‌های بتالاکتاماز در باکتری، اثربخشی آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام را افزایش و مقاومت باکتری را به این گروه از آنتی‌بیوتیک‌ها کاهش دهد. بحث و نتیجه‏گیری: وجود 61 سویة مقاوم از 64 سویه در مطالعة حاضر نشان‌دهندة افزایش مقاومت اشرشیا کلی مقاوم نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های مختلف بوده که این مسئله یک هشدار جدی برای درمان عفونت‌های ناشی از اشرشیا کلی است. موثربودن نانوذرة نقره بر بیان ژن blaTEM نشان می‌دهد این ماده می‌تواند یک جایگزین خوب یا همراه مناسب برای آنتی‌بیوتیک‌های موجود مدنظر باشد.

https://bjm.ui.ac.ir/article_25609_ce81d106f4aad92a49669b77e9fb428d.pdf