جداسازی اکتینومیست‌های ترموتولرنت تولیدکننده آنتی‌بیوتیک از کمپوست و بررسی اثرات ضدمیکروبی آن‌ها بر برخی از سویه‌های میکروبی بالینی

نوع مقاله : پژوهشی- انگلیسی

نویسندگان

دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فلاورجان، فلاورجان، اصفهان، ایران

چکیده

اخیراً باکتری‌هایی که عفونت‌های جدی ایجاد می‌کنند، در برابر آنتی‌بیوتیک‌های رایج مقاوم شده‌اند. از سوی دیگر، اکتینوباکتری‌های مقاوم به گرما، کمتر از نظر توانایی تولید ترکیبات ضدمیکروبی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. هدف از این مطالعه، جداسازی اکتینوباکتری‌ها از بیوکمپوست و بررسی تأثیر آن‌ها بر برخی از میکروارگانیسم‌های بالینی بود. ابتدا، یک نمونه کمپوست از کارخانه کمپوست اصفهان تهیه شد. از محیط‌های کشت AIA، SCA و CSPY-ME برای جداسازی اکتینومایست‌ها استفاده شد. فعالیت ضدمیکروبی با استفاده از روش cross-streak ارزیابی شد. ایزوله‌ای که قوی‌ترین فعالیت ضدمیکروبی را نشان داد، غربالگری ثانویه علیه Escherichia coli،MRSA انجام شد و فعالیت ضد‌سرطانی بر رده سلول سرطانی کبد (HepG2) مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تأیید وجود متابولیت‌های زیست‌فعال استخراج‌شده، از روش‌های کروماتوگرافی لایه نازک و UV-visible استفاده شد. در مجموع 14 ایزوله اکتینومایست شناسایی شدند. جدایه RMB در غربالگری اولیه، فعالیت ضدمیکروبی طیف وسیع‌تری را علیه میکروارگانیسم‌های بالینی از جمله E. coli ATCC 1399، E. coli ATCC 10536، ATCC 10031 Klebsiella pneumonia، Pseudomonas aeruginosa PTCC 1310، Staphylococcus aureus ATCC 9144، MRSA ATCC 43300، Candida albicans ATCC 10231 و Fusarium oxysporum SBAN-IAUF-10 نشان داد. جدایه RMB از نظر مولکولی به عنوان سویه Streptomyces thermogriseus RMB-IAUF-1 شناسایی شد. سطح MIC به ترتیب 60 میکروگرم در میلی‌لیتر و 80 میکروگرم در میلی‌لیتر برای E. coli و MRSA بود. زیست پذیری سلول در حضور متابولیت زیست فعال در غلظت 150 میکروگرم بر میلی‌لیتر پس از 24 ساعت (۵/۷٪) و 48 ساعت (6٪) به پایین‌ترین سطح خود، در مقایسه با کنترل مثبت (22٪ و 30٪ به ترتیب در 24 و 48 ساعت) رسید. فعالیت ضد میکروبی وسیع Streptomyces thermogriseus RMB-IAUF-1 جدا شده و اثر سیتوتوکسیک وابسته به دوز متابولیت استخراج شده از آن علیه سلول‌های سرطانی HepG2، فرصتی امیدوارکننده برای تولید عوامل درمانی نوآورانه است. خالص‌سازی بیشتر و توصیف ساختاری ترکیبات زیست فعال برای مراحل بعدی توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Isolation of thermotolerant antibiotic-producing actinomycetes from compost and investigation of their antimicrobial effects on some clinical microbial strains

نویسندگان [English]

  • Razieh Rezaei
  • Sayed Hossein Mirdamadian
  • Keivan Beheshti Maal
Department of Biology, Islamic Azad University Falavarjan Branch, Falavarjan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Recently, serious infectious bacteria have become resistant to common antibiotics. On the other hand, heat-tolerant actinobacteria have been less studied for their ability to produce antimicrobial compounds. The present study aimed to isolate actinobacteria from biocompost and to investigate their antimicrobial and anticancer effects. AIA (actinomycete isolation agar), SCA (starch casein agar), and CSPY-ME (casein starch peptone yeast extract malt extract agar) culture media were utilized for the isolation of actinomycetes. The antimicrobial activity was evaluated using cross-streak method. The isolate exhibiting strongest antimicrobial activity was chosen for secondary screening and evaluation of its inhibitory activity against Escherichia coli and MRSA, as well as HepG2 cancer cells. Thin-layer chromatography and UV-visible methods were employed to confirm the presence of the extracted bioactive metabolites. A total of 14 actinomycetes isolates were identified. The isolate RMB exhibited a broader spectrum antimicrobial activity in primary screening against clinical microorganisms including E. coli ATCC 1399, E. coli ATCC 10536, Klebsiella pneumonia ATCC 10031, Pseudomonas aeruginosa PTCC 1310, Staphylococcus aureus ATCC 9144, MRSA ATCC 43300, Candida albicans ATCC 10231, and Fusarium oxysporum SBAN-IAUF-10. The isolate RMB was molecularly identified as Streptomyces thermogriseus strain RMB-IAUF-1. MIC levels of bioactive metabolite extracted from this strain were 60 μg/mL and 80 μg/mL against E. coli and MRSA, respectively. The cell viability in the presence of bioactive metabolite was reached the lowest level at a concentration of 150 μg/mL after both 24 hours (7.5%) and 48 hours (6%), compared to the positive control (22% and 30% at 24 and 48 hours, respectively). The broad-spectrum antimicrobial activity of the isolated Streptomyces thermogriseus RMB-IAUF-1and the dose-dependent cytotoxic effect of its extracted metabolite against HepG2 cancer cells is a promising opportunity for developing innovative therapeutic agents. Further purification and structural characterization of the bioactive compounds are recommended as the next steps.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermophilic and thermotolerant actinobacteria
  • Compost
  • Secondary metabolites
  • Antimicrobial effect
  • Anticancer effect