دانشگاه اصفهان زیست شناسی میکروبی 3060-7647 12 45 2023 03 21 Molecular Evaluation of icaA Gene Transcription by Treatment with Rifampin and Garlic Extract in Staphylococcus aureus ارزیابی مولکولی رونویسی ژن icaA تیمارشده با ریفامپین و عصاره سیر در استافیلوکوکوس اورئوس 31 49 26666 10.22108/bjm.2022.132045.1436 FA زهرا ابراهیمی شکرباغانی کارشناس ارشد گروه زیست‌شناسی، دانشکدۀ علوم پایه، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران هادی حبیب االهی استادیار گروه زیست‌شناسی، دانشکدۀ علوم پایه، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران 0000-0002-3574-3870 محمد رضا صفری مطلق دانشیار گروه گیاه پزشکی، دانشکدۀ علوم کشاورزی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران Journal Article 2021 12 27 Abstract Introduction: Staphylococcus aureus is one of the pathogenic bacteria in humans that causes a wide range of diseases. Biofilm formation protects S. aureus against adverse environmental conditions and the host immune system. The genes that encode the most important biofilm constituents belong to the ica operon, one of the most important of which is the icaA gene. Rifampin is a broad-spectrum antibiotic, and garlic has beneficial antimicrobial effects due to its active ingredient allicin. In the present study, the antimicrobial effect of garlic extract at the phenotypic and molecular level and its effect on icaA biofilm gene expression and its comparison with rifampin were investigated. Materials and Methods: A standard and two pathogenic strains of Staphylococcus aureus were evaluated. Antibiogram tests, minimum inhibitory concentration, and minimum bactericidal concentration were performed with rifampin antibiotic and garlic extract. A biofilm phenotypic test was performed with a 96-well microplate. After RNA extraction from the samples treated with rifampin and garlic extract, cDNA synthesis and then Real-time PCR were performed and the expression of icaA gene was measured. Results: The antibiogram test showed the antimicrobial effect of garlic extract on at least the standard strain and one of the pathogenic strains as compared to rifampin. The results of Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) were determined for all three strains for rifampin and the combined combination of rifampin and garcin were 375 and 750 μg / ml, respectively. Real-time PCR results showed that in all studied strains, garlic extract and rifampin were able to reduce the expression of icaA gene and the combined use of these two substances led to a significant reduction in the expression of this gene. For the standard strain, rifampin and garlic extract reduced icaA expression to 88% and 60% in the control sample, respectively, and the combination of these two substances resulted in a reduction of icaA biofilm gene expression by about 50%. Discussion and Conclusion: In general, it can be concluded that rifampin antibiotic can be effective in inhibiting pathogenic bacteria such as Staphylococcus aureus. Garlic extract can also be used as an anti-bacterial drug at both phenotypic and molecular levels. چکیده مقدمه: استافیلوکوکوس اورئوس ازجمله باکتری‌های بیماری‌زا در انسان است که عامل طیف وسیعی از بیماری‌هاست. تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس اورئوس را در برابر شرایط محیطی نامساعد و سیستم ایمنی میزبان در امان نگه می‌دارد. ژن‌هایی که مهم‌ترین مواد تشکیل‌دهندة بیوفیلم را کد می‌کنند، متعلق به اپرون ica هستند که یکی از مهم‌ترین آنها ژن icaA است. ریفامپین یک آنتی‌بیوتیک با طیف گسترده است و سیر نیز به‌دلیل داشتن ماده مؤثره آلیسین دارای اثرات ضدمیکروبی مطلوبی است. در این پژوهش، اثر ضدمیکروبی عصاره سیر در سطح فنوتیپی و مولکولی و تأثیر آن بر میزان بیان ژن بیوفیلم icaA و مقایسة آن با آنتی‌بیوتیک ریفامپین بررسی شد. مواد و روش‏‏ها: یک سویة استاندارد و دو سویة بیماری‌زا از استافیلوکوکوس اورئوس ارزیابی شدند. آزمون‌های آنتی‌بیوگرام، حداقل غلظت مهاری و حداقل غلظت کشندگی با آنتی‌بیوتیک ریفامپین و عصاره سیر انجام شدند. آزمون فنوتیپی بیوفیلم نیز با میکروپلیت 96 چاهکی انجام شد. پس از استخراج RNA از نمونه‌های تیمارشده با ریفامپین و عصاره سیر، سنتز cDNA و سپس Real time PCR صورت گرفت و میزان بیان ژن icaA سنجیده شد. نتایج: آزمون آنتی‌بیوگرام، اثر ضدمیکروبی عصاره سیر را حداقل دربارة سویة استاندارد و یکی از سویه‌های بیماری‌زا به اثبات رساند؛ به‌طوری‌که این تأثیر در مقایسه با ریفامپین درخور توجه بود. نتایج حداقل غلظت مهاری (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) دربارة هر سه سویه برای ریفامپین و ترکیب توأم ریفامپین و گارسین به‌ترتیب 375 و 750 میکروگرم بر میلی‌لیتر تعیین شدند. نتایج Real time PCR نشان دادند در همه سویه‌های مطالعه‌شده، عصاره سیر و ریفامپین قادر به کاهش بیان ژن icaA هستند و استفاده توأم این دو ماده به کاهش چشمگیر بیان این ژن منجر شد. دربارة سویة استاندارد، ریفامپین و عصاره سیر به‌ترتیب بیان icaA را به 88 درصد و 60 درصد نمونه کنترل کاهش دادند و ترکیب این دو ماده با یکدیگر به کاهش حدود 50 درصدی بیان ژن بیوفیلم icaA منجر شد. بحث و نتیجه‏گیری: در یک جمع‌بندی کلی استنباط می‌شود آنتی‌بیوتیک ریفامپین می‌تواند بر مهار باکتری‌های بیماری‌زایی همچون استافیلوکوکوس اورئوس مؤثر باشد. همچنین عصاره سیر در سطح فنوتیپی و در سطح مولکولی می‌تواند به‌عنوان داروی ضد این باکتری استفاده شود.

https://bjm.ui.ac.ir/article_26666_3322a0b91aabfc0488a5eacdbb529e16.pdf