تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

بررسی اثر ارسولیک اسید بر مهار رشد و تشکیل بیوفیلم در جدایه‌های اشریشیاکلی مولد بتالاکتاماز وسیع‌الطیف جدا شده از گوشت مرغ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه زیست‌شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی رشت، رشت، ایران
2 دانشیار، گروه زیست‌شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی رشت، رشت، ایران
چکیده
در سال‌های اخیر، مقاومت باکتریایی به آنتی‌بیوتیک‌ها یکی از چالش‌های جدی در حوزه پزشکی است. باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک به سرعت در حال گسترش هستند و درمان عفونت‌های ناشی از این باکتری‌ها را دشوار کرده‌اند. هدف از مطالعه حاضر بررسی خواص ضد میکروبی و ضد بیوفیلمی ارسولیک اسید در برابر سویه‌های اشریشیاکلی مولد بتالاکتاماز وسیع‌الطیف جدا شده از گوشت مرغ می‌باشد. اثر مهاری ارسولیک اسید بر جدایه‌های مورد مطالعه به روش انتشار دیسک و تعیین حداقل غلظت مهاری یا MIC به روش براث میکرودایلوشن و اثر ضد بیوفیلمی آن به روش میکروپلیت ارزیابی شد. همچنین تأثیر ارسولیک اسید بر زنده‌مانی اشریشیاکلی به روش سنجش Time Kill و اثر آن بر بیان ژن‌های بیوفیلم fimH و csgA به روش Real time-PCR بررسی شد. در این مطالعه، ارسولیک اسید اثر مهاری بر رشد همه جدایه‌ها نشان داد و MIC آن بین ۴/۰ تا ۶/۱ میلی‌گرم بر میلی‌لیتر بود. درصد مهار بیوفیلم در شرایط تیمار شده با غلظت‌های زیر مهاری ارسولیک اسید در ۶ جدایه مورد مطالعه بین ۲/۵۱ تا ۳/۶۷ درصد متغیر بود همچنین در مطالعه حاضر تیمار با غلظت تحت مهاری ارسولیک اسید سبب کاهش بیان ژن‌های fimH و csgA گردید. نتایج این مطالعه بیانگر اثر مهاری ارسولیک اسید بر رشد جدایه‌های اشریشیاکلی مولد بتالاکتاماز و کاهش قدرت تشکیل بیوفیلم آن است. انجام مطالعات درون تنی می‌تواند امکان کاربرد بالینی آن در کنترل عفونت ناشی از جدایه‌های مقاوم به دارو را روشن سازد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating the effect of ursolic acid on growth and biofilm formation inhibition and in beta-lactamase-producing Escherichia coli isolated from poultry meat

نویسندگان English

Elmira Shemshadi 1
Leila Asadpour 2
1 Graduated Student, Department of Biology, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran
2 Associate Professor, Department of Biology, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran
چکیده English

The challenge of today's medicine is to find alternatives in treatment of infections caused by antibiotic-resistant bacteria. Many types of molecules with antimicrobial potential are produced through the secondary metabolism of plants. This study was aimed to investigate the antimicrobial and anti-biofilm properties of ursolic acid against broad-spectrum beta-lactamase producing E. coli isolated from poultry meat. The inhibitory effect of ursolic acid against the test isolates was investigated using disk diffusion methods. MIC determination and its anti-biofilm effect were investigated using broth microdilution and microtiter plate methods respectively. Additionally, the effect of ursolic acid on the survival of E. coli has been checked by Time Kill assay and its effect on the expression level of fimH and csgA biofilm genes was analyzed by Real time-PCR. In this study, ursolic acid showed an inhibitory effect on the growth of all isolates, with MIC values ranging between 0.4 and 1.6 mg/ml.  The percentage of biofilm inhibition in the conditions treated with the concentration of 1/2 MIC of ursulic acid in the 6 studied isolates varied between 51.2 and 67.3%. Furthermore, in the present study, treatment with sub-MIC concentrations of ursolic acid significantly decreased the expression of the fimH and csgA genes. The results of this study indicate the inhibitory effect of ersolic acid on the growth of beta-lactamase-producing E. coli isolates and the reduction of its biofilm formation ability. In vivo studies are required to further clarify its potential clinical application in controlling infections caused by drug-resistant isolates.

کلیدواژه‌ها English

E. coli
Ursolic acid
antibiofilm
betalactamase
1- Zahedi M, Rahimi E, Zahedi M, Momtaz H, Shojaii H. Prevalence of Salmonella enteritidis and S. typhimurium in marketed meat in Shahrekord in 2014. J Shahrekord Univ Med Sci. 2017; 19(2): 88-97.
2- Liaqat Z, Khan I, Azam S, Anwar Y, Althubaiti EH, Maroof L. Isolation and molecular characterization of extended spectrum beta lactamase producing Escherichia coli from chicken meat in Pakistan. Plos one. 2022; 17(6):e0269194.
3- Safarpordehkordi F, Yahaghi E, Khodaverdi Darian E. Prevalence of Antibiotic Resistance in Escherichia coli Isolated from Poultry Meat Supply in Isfahan. Iran J Med Microbiol. 2014; 8(2): 41-47.
4- Moghanni M, Dashtgard A, Barzegari-Esfeden Z. Prevalence of extended spectrum β-Lactamase producing Escherichia coli among hospitalized and outpatient children in Shohada Hospital in Qaen during 2017-2018. KAUMS Journal (FEYZ). 2018; 22(2): 214-21.
5- Schito AM, Caviglia D, Piatti G, Zorzoli A, Marimpietri D, Zuccari G, et al. Efficacy of Ursolic Acid-Enriched Water-Soluble and Not Cytotoxic Nanoparticles against Enterococci. Pharmaceutics. 2021; 13(11): 1976.
6- Qian W, Wang W, Zhang J, Wang T, Liu M, Yang M, et al. Antimicrobial and antibiofilm activities of ursolic acid against carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae. J Antibiot. 2020; 73(6): 382-91.
7- Hojati Z, Zamanzad B, Hashemzadeh M, Molaie R, Gholi -pour A. The FimH gene in uropathogenic Escherichia coli strains isolated from patients with urinary tract infection. Jundishapu J Microbiol. 2015; 8(2).
8- Osek J, Dacko J. Development of a PCR‐based method for specific identification of genotypic markers of Shiga toxin‐producing Escherichia coli strains. J Vet Med, Series B. 2001; 48(10): 771-8.
9- Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; M100, 31st ed. Wayne, PA. 2023.
10- Pitts B, Hamilton MA, Zelver N, Stewart PS. A microtiter-plate screening method for biofilm disinfection and removal. J Microbiologic Methods. 2003; 54(2): 269–76.
11- Macêdo NS, Barbosa CR, Bezerra AH, Silveira ZD, da Silva L, Coutinho HD, et al. Evaluation of ellagic acid and gallic acid as efflux pump inhibitors in strains of Staphylococcus aureus. Biology Open. 2022; 11(10): bio059434.
12- Ghrairi T, Hani K. Enhanced bactericidal effect of enterocin A in combination with thyme essential oils against L. monocytogenes and E. coli O157: H7. J Food Sci Technol. 2015; 52: 2148-56.
13- Martínez A, Manrique-Moreno M, Klaiss-Luna MC, Stashenko E, Zafra G, Ortiz C. Effect of essential oils on growth inhibition, biofilm formation and membrane integrity of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Antibiotics. 2021; 10(12): 1474.
14- Scotti R, Stringaro A, Nicolini L, Zanellato M, Boccia P, Maggi F, et al. Effects of Essential Oils from Cymbopogon spp. and Cinnamomum verum on Biofilm and Virulence Properties of Escherichia coli O157: H7. Antibiotics. 2021; 10(2): 113.
15- Shakerimoghaddam A, Ghaemi EA, Jamali A. Effects of Zno nanoparticles on initial adhesion and fimH gene expression level of uropathogenic Eschercia coli. Journal of Clinical and Basic Research. 2017;1(3): 25-8.
16- Song X, Li J, Wang Y, Yuan G, Lai S, Yi H, et al. Synthesis and Antibacterial Activity of Ursolic Acid Derivatives. Int J Sci. 2019; 8(09): 20-3.
17- Sundaramoorthy NS, Mohan HM, Subramaniam S, Raman T, Selva Ganesan S, Sivasubamanian A, et al. Ursolic acid inhibits colistin efflux and curtails colistin resistant Enterobacteriaceae. AMB Express. 2019; 9: 1-2.
18- Wojnicz D, Tichaczek-Goska D, Korzekwa K, Kicia M, Hendrich A. Anti-enterococcal activities of pentacyclic triterpenes. Adv Clin Exp Med. 2017; 26(3): 483-90.
19- Fontanay S, Grare M, Mayer J, Finance C, Duval RE. Ursolic, oleanolic and betulinic acids: Antibacterial spectra and selectivity indexes. J Ethnopharmacol. 2008; 120: 272–276.
20- Horiuchi K, Shiota S, Hatano T, Yoshida T, Kuroda T, Tsuchiya T. Anti­microbial activity of oleanolic acid from Salvia officinalis and relat­ed compounds on vancomycin-resistant enterococci (VRE). Biol Pharm Bull. 2007; 30: 1147–1149.
21- Ultee A, Bennik MH, Moezelaar RJ. The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne pathogen Bacillus cereus. Appl Environ Microbiol. 2002; 68(4): 1561-8.
22- Broniatowski M, Flasiński M, Zięba K, Miśkowiec P. Interactions of pentacyclic triterpene acids with cardiolipins and related phosphatidylglycerols in model systems. Biochim Biophys Acta. 2014; 1838:2530–2538.
23- Kim MJ, Kim CS, Park JY, Lim YK, Park SN, Ahn SJ, et al. Antimicrobial effects of ursolic acid against mutans streptococci isolated from Koreans. Int J Oral Sci. 2011; 36(1): 7-11.
24- Potera C. Forging a link between biofilms and disease, Science, 1999; 19: 1837-1838.
25- Jyothi JS, Putty K, Reddy YN, Dhanalakshmi K, Umair MH. Antagonistic effect of ursolic acid on Staphylococcal biofilms. Vet World. 2018;11(10): 1440.
26- Qin N, Tan X, Jiao Y, Liu L, Zhao W, Yang S, et al. RNA-Seq-based transcriptome analysis of methicillin-resistant Staphylococcus aureus biofilm inhibition by ursolic acid and resveratrol. Sci Rep. 2014; 4(1): 5467.
دوره 7، شماره 2
پائیز و زمستان
اسفند 1403
صفحه 117-128

  • تاریخ دریافت 30 اردیبهشت 1403
  • تاریخ بازنگری 21 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش 22 دی 1403