مقایسه تولید بیوفیلم و توزیع ژن‌های حدت در بین استافیلوکوکوس اورئوس جدا شده از انسان و سگ

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

1 گروه میکروبیولوژی و ایمونولوژی، دانشکده پزشکی دانشگاه بانجا لوکا، سیو مرکالجا 14، بانجا لوکا 78000، بوسنی و هرزگوین

2 آزمایشگاه میکروبیولوژی مولکولی، پژوهشکده دامپزشکی PI روبلیک صربسکا ”دکتر واسو بوتوزن“، برانکا رادیچویچا 18، بانجا لوکا 78000، بوسنی و هرزگوین

3 گروه باکتریولوژی، پژوهشکده میکروبیولوژی و ایمونولوژی، دانشگاه بلگراد، دکتر سوبوتیکا 1، بلگراد 11000، صربستان

4 کارشناس ارشد مراقبت پزشکی، گروه پرستاری، دانشکده پزشکی دانشگاه بانجا لوکا، سیو مرکالجا 14، بانجا لوکا 78000، بوسنی و هرزگوین

5 آزمایشگاه میکروبیولوژی غذا، آب و غذا، پژوهشکده دامپزشکی PI روبلیک صربسکا ”دکتر واسو بوتوزن“، برانکا رادیچویچا 18، بانجا لوکا 78000، بوسنی و هرزگوین

چکیده

پیشینه: استافیلوکوکوس اورئوس یک پاتوژن مهم انسانی و حیوانی است که به دلیل عوامل حدت متعدد می‌تواند سبب ایجاد عفونت‌های طیف وسیعی شود. هدف: هدف از مطالعه حاضر، مقایسه توانایی تشکیل بیوفیلم با عوامل حدت مختلف مانند تحرک باکتری‌ها، ژن‌های کد کننده پروتئین‌های مرتبط با بیوفیلم و لوکوسیدین پانتون-ولنتاین (PVL) در استافیلوکوکوس اورئوس‌های جدا شده از انسان و سگ بود. روش کار: در مجموع 60 جدایه انسانی (30 MSSA و 30 MRSA) و 17 جدایه سگی (همه MSSA) از استافیلوکوکوس اورئوس برای توانایی تولید بیوفیلم، سنجش تحرک و حضور ژن‌های کد کننده فاکتورهای حدت شامل ica (کد کننده چسبندگی بین سلولی)، bap (کد کننده پروتئین مرتبط با بیوفیلم)، fnbA (کننده پروتئین A اتصال دهنده فیبرونکتین)، cna (کد کننده پروتئین اتصال به کلاژن)، pvl (کد کننده PVL) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج: جدایه‌های حیوانی استافیلوکوکوس اورئوس، تولید بیوفیلم بهتری نسبت به جدایه‌های انسانی داشتند (P=0.042) همچنین MSSA های انسانی در مقایسه با MRSA حیوانی تولید بیوفیلم مناسب‌تری داشتند (P=0.013). نتایج ما نشان داد که ژن‌های cna، fnbA، و ica (به ترتیب 5/67، 2/66 و 9/42%) نسبت به ژن‌های bap و pvl (به ترتیب 0% و 8/7%) شیوع بیشتری داشتند. ژن ica به طور معنی‌داری در سویه‌های انسانی در مقایسه با سویه‌های حیوانی شایع‌تر بود (n=31/60 vs. n=2/17, P=0.008)، در حالی که ژن cna در سویه‌های حیوانی بیشتر از انسانی بود (n=15/17 vs. n=37/60, P=0.0201). همبستگی معنی‌داری بین تشکیل بیوفیلم در جدایه‌های حیوانی و وجود ژن‌های fnbA (P=0.029) و ica (P=0.001) مشاهده شد. نتیجه‌گیری: مطالعه حاضر ارتباط بین تولید بیوفیلم و وجود ژن‌های خاص مرتبط با بیوفیلم را در بین جدایه‌های حیوانی و همچنین تولید بیوفیلم قوی‌تر در بین جدایه‌های انسانی و حیوانی MSSA را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

Asanin, J; Misic, D; Aksentijevic, K; Tambur, Z; Rakonjac, B; Kovacevic, I; Spergser, J and Loncaric, I (2019). Genetic profiling and comparison of human and animal methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) isolates from Serbia. Antibiotics (Basel). 8: 26.
Bakthavatchalam, YD; Nabarro, LEB; Ralph, R and Veeraraghavan, B (2017). Diagnosis and management of Panton-Valentine leukocidin toxin associated Staphylo-coccus aureus infection: an update. Virulence. 8: 1036.
Bissong, MEA and Ateba, CN (2020). Genotypic and phenotypic evaluation of biofilm production and antimicrobial resistance in Staphylococcus aureus isolated from milk, North West Province, South Africa. Antibiotics. 9: 156.
Budimir, A; Payerl Pal, M; Bošnjak, Z; Mareković, I; Vuković, D; Roksandić Križan, I; Milas, J; Plečko, V and Kalenić, S (2014). Prevalence and molecular characteristics of methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains isolated in a multicenter study of nursing home residents in Croatia. Am. J. Infect. Control. 42: 1197-1202.
Castellazzi, ML; Bosis, S; Borzani, I; Tagliabue, C; Pinzani, R; Marchisio, P and di Pietro, GM (2021). Panton-Valentine leukocidin Staphylococcus aureus severe infection in an infant: a case report and a review of the literature. Ital. J. Pediatr., 47: 158.
Chen, L; Tang, ZY; Cui, SY; Ma, ZB; Deng, H; Kong, WL; Yang, LW; Lin, C; Xiong, WG and Zeng, ZL (2020). Biofilm production ability, virulence and antimicrobial resistance genes in Staphylococcus aureus from various veterinary hospitals. Pathogens. 9: 264.
Conrad, JC (2012). Physics of bacterial near-surface motility using flagella and type IV pili: implications for biofilm formation. Res. Microbiol., 163: 619-629.
Cucarella, C; Solano, C; Valle, J; Amorena, B; Lasa, I and Penadés, JR (2001). Bap, a Staphylococcus aureus surface protein involved in biofilm formation. J. Bacteriol., 183: 2888-2896.
Cucarella, C; Tormo, MA; Ubeda, C; Trotonda, MP; Monzon, M; Peris, C; Amorena, B; Lasa, I and Penadés, JR (2004). Role of biofilm-associated protein bap in the pathogenesis of bovine Staphylococcus aureus. Infect. Immun., 72: 2177-2185.
Donlan, RM and Costerton, JW (2002). Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin. Microbiol. Rev., 215: 167-193.
Edwards, AM; Bowden, MG; Brown, EL; Laabei, M and Massey, RC (2012). Staphylococcus aureus extracellular adherence protein triggers TNFalpha release, promoting attachment to endothelial cells via protein a. PLoS One. 7: e43046.
El-Nagdy, AH; Abdel-Fattah, GM and Emarah, Z (2020). Detection and control of biofilm formation by Staphylococcus aureus from febrile neutropenic patient. Infect. Drug. Resist., 13: 3091-3101.
Ghasemian, A; Najar Peerayeh, S; Bakhshi, B and Mirzaee, M (2015). The microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules (MSCRAMMs) genes among clinical isolates of Staphylococcus aureus from hospitalized children. Iran. J. Pathol., 10: 258-264.
Hanitsch, LG; Krüger, R; Hoppe, PA; Humme, D; Pokrywka, A; Niebank, M; Stegemann, M; Kola, A and Leistner, R (2020). Outpatient decolonization after recurrent skin infection with Panton-Valentine leukocidin (PVL) producing S. aureus-the importance of treatment repetition. PLoS One. 15: e0231772.
Isenberg, HD (2004). Clinical microbiology procedures handbook. 2nd Edn., Washington D.C., USA, ASM Press. PP: 110-122.
Kaito, C and Sekimizu, K (2007). Colony spreading in Staphylococcus aureus. J. Bacteriol., 189: 2553-2557.
Khoramian, B; Jabalameli, F; Niasari-Naslaji, A; Taherikalani, M and Emaneini, M (2015). Comparison of virulence factors and biofilm formation among Staphylococcus aureus strains isolated from human and bovine infections. Microb. Pathog., 88: 73-77.
Kıvanç, SA; Arık, G; Akova-Budak, B and Kıvanç, M (2018). Biofilm forming capacity and antibiotic susceptibility of Staphylococcus spp. with the icaA/ icaD/bap genotype isolated from ocular surface of patients with diabetes. Malawi. Med. J., 30: 243-249.
Ko, DS; Kim, NH; Kim, EK; Ha, EJ; Ro, YH; Kim, D; Choi, KS and Kwon, HJ (2021). Comparative genomics of bovine mastitis-origin Staphylococcus aureus strains classified into prevalent human genotypes. Res. Vet. Sci., 139: 67-77.
Li, L; Yang, HJ; Liu, DC; He, HB; Wang, CF; Zhang, JF; Gao, YD and Yangjun, Z (2012). Analysis of biofilm formation and associated genes detected in Staphylococcus isolates from bovine mastitis. Intern. J. Appl. Res. Vet. Med., 10: 62-68.
Lina, G; Piémont, Y; Godail-Gamot, F; Bes, M; Peter, MO; Gauduchon, V; Vandenesch, F and Etienne, J (1999). Involvement of Panton-Valentine leukocidin-producing Staphylococcus aureus in primary skin infections and pneumonia. Clin. Infect. Dis., 29: 1128-1132.
Lisowska-Łysiak, K; Kosecka-Strojek, M; Białecka, J; Kasprowicz, A; Garbacz, K; Piechowicz, L; Kmet, V; Savini, V and Międzobrodzki, J (2019). New insight into genotypic and phenotypic relatedness of Staphylococcus aureus strains from human infections or animal reservoirs. Pol. J. Microbiol., 68: 93-104.
Monistero, V; Graber, HU; Pollera, C; Cremonesi, P; Castiglioni, B; Bottini, E; Ceballos-Marquez, A; Lasso-Rojas, L; Kroemker, V; Wente, N; Petzer, IM; Santisteban, C; Runyan, J; Veiga Dos Santos, M; Alves, BG; Piccinini, R; Bronzo, V; Abbassi, MS; Said, MB
and Moroni, P (2018). Staphylococcus aureus isolates from bovine mastitis in eight countries: genotypes, detection of genes encoding different toxins and other virulence genes. Toxins (Basel). 10: 247.
Namvar, AE; Asghari, B; Ezzatifar, F; Azizi, G and Lari, AR (2013). Detection of the intercellular adhesion gene cluster (ica) in clinical Staphylococcus aureus isolates. GMS. Hyg. Infect. Control. 8: Doc03.
Oh, JY; Chae, JC; Han, JI; Song, WK; Lee, CM and Park, HM (2020). Distribution and epidemiological relatedness of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from companion dogs, owners, and environments. J. Vet. Med. Sci., 82: 1379-1386.
Otton, LM; da Silva Campos, M; Meneghetti, KL and Corção, G (2017). Influence of twitching and swarming motilities on biofilm formation in Pseudomonas strains. Arch. Microbiol., 199: 677-682.
Pereyra, EA; Picech, F; Renna, MS; Baravalle, C; Andreotti, CS; Russi, R; Calvinho, LF; Diez, C and Dallard, BE (2016). Detection of Staphylococcus aureus adhesion and biofilm-producing genes and their expression during internalization in bovine mammary epithelial cells. Vet. Microbiol., 183: 69-77.
Peton, V and Le Loir, Y (2014). Staphylococcus aureus in veterinary medicine. Infect. Genet. Evol., 21: 602-615.
Pollitt, EJ; Crusz, SA and Diggle, SP (2015). Staphylococcus aureus forms spreading dendrites that have characteristics of active motility. Sci. Rep., 5: 17698.
Qi, L; Li, H; Zhang, C; Liang, B; Li, J; Wang, L; Du, X; Liu, X; Qiu, S and Song, H (2016). Relationship between antibiotic resistance, biofilm formation, and biofilm-specific resistance in Acinetobacter baumannii. Front. Microbiol., 7: 483.
Rebić, V; Budimir, A; Aljicević, M; Mahmutović Vranić, S and Rebić, D (2019). Panton-Valentine leukocidin and staphylococcal cassette chromosome mec characterization of community acquired methicillin-resistant Staphylo-coccus aureus. Cent. Eur. J. Public. Health. 27: 58-63.
Stepanovic, S; Vukovic, D; Dakic, I; Savic, B and Svabic-Vlahovic, M (2000). A modified microtiter-plate test for quantification of staphylococcal biofilm formation. J. Microbiol. Methods., 40: 175-179.
Tang, J; Chen, J; Li, H; Zeng, P and Li, J (2013). Characterization of adhesin genes, staphylococcal nuclease, hemolysis, and biofilm formation among Staphylococcus aureus strains isolated from different sources. Foodborne. Pathog. Dis., 10: 757-763.
Tangchaisuriya, U; Yotpanya, W; Kitti, T and Sitthisak, S (2014). Distribution among Thai children of methicillin-resistant Staphylococcus aureus lacking cna, fnbA and icaAD. Southeast Asian J. Trop. Med. Public Health. 45: 149-156.
The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (2021). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 11, Accessed 11 Oct. 2021. Available at:https://www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Breakpoint_tables/v_11.0_Breakpoint_Tables.xlsx.
Torres, G; Vargas, K; Cuesta-Astroz, Y; Reyes-Vélez, J and Olivera-Angel, M (2020). Phenotypic characterization and whole genome analysis of a strong biofilm-forming Staphylococcus aureus strain associated with subclinical bovine mastitis in Colombia. Front. Vet. Sci., 7: 530.
Yousefi, F; Mousavi, SF; Siadat, SD; Aslani, MM; Amani, J; Rad, HS and Fooladi, AA (2016). Preparation and in vitro evaluation of antitumor activity of TGFαL3-SEB as a ligand-targeted superantigen. Technol. Cancer Res. Treat., 15: 215-226.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار