بررسی اثر ضد باکتریایی و ضد بیوفیلمی عصاره هسته انار بر اسینتوباکتر بومانی مقاوم به درمان جداسازی شده از بیمارستان لاله تهران
محورهای موضوعی : میکروبیولوژی
ملیکا فلاحتی
1
,
مینا رمضانی
2
*
,
بهین امیدی
3
1 - کارشناسی ارشد، گروه زیست¬شناسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - دانشیار، گروه زیست¬شناسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - استادیار، گروه زیست¬شناسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
کلید واژه: انار, خواص ضد میکروبی, اسینتو باکتر بومانی, مقاومت آنتی‌بیوتیکی, بیوفیلم,
چکیده مقاله :
مقدمه: در دهه‌های اخیر، افزایش روزافزون مقاومت آنتی‌بیوتیکی در بین باکتری‌های پاتوژن، نیاز به کشف و توسعه عوامل ضد میکروبی جدید و مؤثر را بیش از پیش ضروری کرده است. یکی از منابع طبیعی که به دلیل ترکیبات فعال زیستی متنوعش مورد توجه قرار گرفته، گیاه انار Punica granatum) (L. است. این پژوهش با هدف بررسی خواص ضد میکروبی عصاره هسته انار و ارزیابی توانایی آن در کاهش بیان ژنهای مربوط به تشکیل بیوفیلم باکتری اسینتوباکتر بومانی انجام شده است.
مواد و روش ها: در این مطالعه، ابتدا عصاره هسته انار با روش میکسینگ استخراج شد و سپس با روش‌های کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) تجزیه و تحلیل شد. نمونه اسینتوباکتر بومانی از تراشه، ریه و ادرار از بیماران بستری در ICU بیمارستان لاله جمع آوری شد و پس از کشت در محیط مک کانگی آگار توسط تستهای استاندارد شناسایی شد. سپس تست آنتی بیوگرام و MIC در هفت ایزوله اسینتوباکتربومانی (5 سویه معمولی و 2 سویه مقاومXDR) ) کشت شده با و بدون مجاورت با عصاره انجام شد. بیان ژن های تشکیل بیوفیلم BAP, ABA1 توسط Real time-PCR در سه گروه کنترل بدون عصاره، گروه عصاره و گروه کلروهگزیدین بررسی شد. نتایج توسط آنووا یک طرفه و تست توکی تجزیه و تحلیل‌ها شد.
نتایج: نتایج نشان داد که عصاره هسته انار حاوی مجموعه‌ای گسترده از ترکیبات شیمیایی از جمله پروپاندیول، فوران کربوکسی آلدهید، هگزادکانوئید اسید، اکتا دکانوئید اسید و کلروزوکسازون است که دارای پتانسیل‌های ضد میکروبی قوی می‌باشند. عصاره هسته انار توانایی مهار رشد و تکثیر باکتری اسینتوباکتر بومانی را دار بوده، همچنین باعث کاهش معنادار بیان ژن های BAP, ABA1 می شود(P<0.05) که اثر آن مشابه ماده ضدعفونی کننده کلروهگزیدین است.
نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که عصاره انار می‌تواند به عنوان یک منبع طبیعی مؤثر برای توسعه داروهای ضد میکروبی جدید و جایگزین‌های آنتی‌بیوتیکی در نظر گرفته شود.
Introduction: In recent decades, the escalating antibiotic resistance among pathogenic bacteria has heightened the necessity for discovering and developing new and effective antimicrobial agents. One of the natural sources that has garnered attention due to its diverse bioactive compounds is the pomegranate (Panica granatum L.). This study aims to investigate the antimicrobial properties of pomegranate seed extract and evaluating its ability to reduce the expression of genes related to the biofilm formation of Acinetobacter baumannii.
Materials and Methods: In this study, pomegranate seed extract was first extracted by mixing method and then analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) methods. Acinetobacter baumannii samples were collected from the trachea, lungs and urine of patients admitted to Laleh Hospital's ICU and were identified by standard tests after culture in the MacConkey agar environment. Then the antibiogram and MIC test were performed in the cultivated group with and without proximity to the extract. The expression of BAP, ABA1 genes was investigated by real time-PCR in three groups; control, extract and chlorhexidine group. The results were analyzed by one-way ANOVA and Tukey's test.
Results: The results showed that pomegranate seed extract contains a wide range of chemical compounds including propanediol, furan carboxyaldehyde, hexadecanoic acid, octadecanoic acid and Chlorzoxazone, which have strong antimicrobial potential. The data showed that pomegranate seed extract has the ability to inhibit the growth and proliferation of Acinetobacter baumannii bacteria. It also reduces the expression of biofilm formation genes BAP, ABA1 which has the same effect as the disinfectant chlorhexidine.
Conclusion: The findings of this study indicate that pomegranate extract could serve as an effective natural source for the development of new antimicrobial drugs and antibiotic alternatives
1- Abdel-El-Haleem D. Acinetobacter: environmental and biotechnological applications. African journal of Biotechnology. 2003;2(4):71-4. DOI: 10.5897/AJB2003.000-1014
2- Oikonomou O, Sarrou S, Papagiannitsis CC, Georgiadou S, Mantzarlis K, Zakynthinos E, Dalekos GN, Petinaki E. Rapid dissemination of colistin and carbapenem resistant Acinetobacter baumannii in Central Greece: mechanisms of resistance, molecular identification and epidemiological data. BMC infectious diseases. 2015;15:1-6. DOI: 10.1186/s12879-015-1297-x.
3- Rezai MS, Rafiei A, Ahangarkani F, Bagheri-Nesami M, Nikkhah A, Shafahi K, Eslami G, Hajalibeig A, Khajavi R. Emergence of extensively drug resistant acinetobacter baumannii-encoding integrons and extended-spectrum beta-lactamase genes isolated from ventilator-associated pneumonia patients. Jundishapur J Microbiol. 2017;10(7):e14377. DOI: 10.5812/jjm.14377.
4- Barari A, Noorbakhsh F, Honarmand Jahromi S, Phenotypic and molecular detection of AmpC-beta-lactamase in Acinetobacter baumannii strains isolated of clinical specimens. Journal of Biological Sciences 2021, 16(2):27-37. DOI: 10.30495/zisti.2023.1972119.1141.
5- Hall-Stoodley L, Costerton JW, Stoodley P. Bacterial biofilms: from the natural environment to infectious diseases. Nature reviews microbiology. 2004;2(2):95-108. DOI: 10.1038/nrmicro821.
6- Emam AM, Ahmed MA, Tammam MA, Hala A, Zawam S. Isolation and structural identification of compounds with antioxidant, nematicidal and fungicidal activities from Punica granatum L. var. nana. International Journal of Scientific & Engineering Research. 2015;6(11):1023-40.
7- Türkyılmaz M, Tağı Ş, Özkan M. Effects of Extraction Solvents on Polyphenol Contents, Antioxidant and Antibacterial Activities of Pomegranate Parts. Academic Food Journal/Akademik GIDA. 2017; 1;15(2).
8- Seeram NP, Adams LS, Henning SM, Niu Y, Zhang Y, Nair MG, Heber D. In vitro antiproliferative, apoptotic and antioxidant activities of punicalagin, ellagic acid and a total pomegranate tannin extract are enhanced in combination with other polyphenols as found in pomegranate juice. The Journal of nutritional biochemistry. 2005;1;16(6):360-7. DOI: 10.1016/j.jnutbio.2005.01.006.
9- Derakhshan Z, Ferrante M, Tadi M, Ansari F, Heydari A, Hosseini MS, Conti GO, Sadrabad EK. Antioxidant activity and total phenolic content of ethanolic extract of pomegranate peels, juice and seeds. Food and chemical toxicology. 2018; 1;114:108-11. DOI: 10.1016/j.fct.2018.02.023.
10- Braga LC, Leite AA, Xavier KG, Takahashi JA, Bemquerer MP, Chartone-Souza E, Nascimento AM. Synergic interaction between pomegranate extract and antibiotics against Staphylococcus aureus. Canadian journal of microbiology. 2005; 1;51(7):541-7. DOI: 10.1139/w05-022.
11- Oikonomou O, Sarrou S, Papagiannitsis CC, Georgiadou S, Mantzarlis K, Zakynthinos E, Dalekos GN, Petinaki E. Rapid dissemination of colistin and carbapenem resistant Acinetobacter baumannii in Central Greece: mechanisms of resistance, molecular identification and epidemiological data. BMC infectious diseases. 2015;15:1-6. DOI: 10.1186/s12879-015-1297-x.
12- Bakkiyaraj D, Nandhini JR, Malathy B, Pandian SK. The anti-biofilm potential of pomegranate (Punica granatum L.) extract against human bacterial and fungal pathogens. Biofouling. 2013 Sep 1;29(8):929-37. DOI: 10.1080/08927014.2013.820825.
13- Braga LC, Shupp JW, Cummings C, Jett M, Takahashi JA, Carmo LS, Chartone-Souza E, Nascimento AM. Pomegranate extract inhibits Staphylococcus aureus growth and subsequent enterotoxin production. Journal of ethnopharmacology. 2005; 4;96(1-2):335-9. DOI: 10.1016/j.jep.2004.08.034.
14- Panichayupakaranant P, Tewtrakul S, Yuenyongsawad S. Antibacterial, anti-inflammatory and anti-allergic activities of standardised pomegranate rind extract. Food Chemistry. 2010;15;123(2):400-3. DOI: 10.1016/j.foodchem.2010.04.054
15- Karimi M, Sadeghi R, Kokini J. Pomegranate as a promising opportunity in medicine and nanotechnology. Trends in food science & technology. 2017 Nov 1;69:59-73. DOI: 10.1016/j.tifs.2017.08.019
16- Rahimi S, Borhani K, Study of the prevalence of methicilin-resistant Staphylococcus aureus isolates and presence of vancomycin-resistant isolates in clinical samples. Iranian Journal of Biological Sciences 2023, 18(4):31-41. DOI: 10.71631/zisti.2023.1183120.
17- Alizadeh F, Ramezni M, Piravar Z, Effects of Stachys sylvatica hydroalcoholic extract on the ovary and hypophysisgonadal axis in a rat with polycystic ovary syndrome. Middle East Fertility Society Journal 2020, 25(4):2-7. DOI: 10.1186/s43043-020-0015-9
18- As SG. CLSI based antibiogram profile and the detection of MDR and XDR strains of Acinetobacter baumannii isolated from urine samples. Medical journal of the Islamic Republic of Iran. 2019 Feb 8;33:3. DOI: 10.34171/mjiri.33.3.
19- Mackay IM. Real-time PCR in microbiology. Norfolk, UK: Caister Academic Press; 2007. DOI: 10.1111/j.1198-743x.2004.00722.x.
20- Kupnik K, Primožič M, Vasić K, Knez Ž, Leitgeb M. A comprehensive study of the antibacterial activity of bioactive juice and extracts from pomegranate (Punica granatum L.) peels and seeds. Plants. 2021; 28;10(8):1554. DOI: 10.3390/plants10081554
21- Scaglione E, Sateriale D, Mantova G, Di Rosario M, Continisio L, Vitiello M, Pagliarulo C, Colicchio R, Pagliuca C, Salvatore P. Antimicrobial efficacy of Punica granatum Lythraceae peel extract against pathogens belonging to the ESKAPE group. Frontiers in Microbiology. 2024;22;15:1383027. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1383027.
22- Alqahtani A, Mohamed AA, Ahmad I, Alraey Y, Asiri M, Kopel J, Alshahrani MM. Pomegranate peel extract is an effective agent against MDR bacteria. Cellular and Molecular Biology. 2023;31;69(5):6-11. DOI: 10.14715/cmb/2023.69.5.2.
23- Nozohour, Y., Golmohammadi, R., Mirnejad, R. and Fartashvand, M. Antibacterial activity of pomegranate (Punica granatum L.) seed and peel alcoholic extracts on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa isolated from health centers. Journal of Applied Biotechnology Reports, 2018;5(1), 32-36. DOI: 10.29252/jabr.01.01.06