بررسی باکتری شکارگر باکتریووراکس استولپی (Bacteriovorax Stolpii) بر درصد بهبود زخم سوختگی عفونی شده با سودوموناس آئروجینوزا در موش بزرگ آزمایشگاهی

محورهای موضوعی : مجله پلاسما و نشانگرهای زیستی

محمد شهباززاده ¹ , الهام معظمیان ² , علیرضا رفعتی ³ , مسعود فردین ⁴

1 - گروه میکروبیولوژی واحد شیراز دانشگاه ازاد اسلامی شیراز ایران
2 - گروه میکروب شناسی، دانشکده علوم، کشاورزی و فناوری‌های نوین، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
3 - گروه فارماکولوژ ی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سروستان ، سروستان، ایران
4 - گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل، اردبیل، ایران.

تاریخ دریافت : 1400/05/22 تاریخ پذیرش : 1400/07/15 تاریخ انتشار : 1400/07/01

کلید واژه: باکتری شکارگر, باکتریووراکس استولپی, سوختگی, مقاومت دارویی,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: باکتری مقاوم به دارو یکی از اصلی‌ترین عوامل مرگ‌ومیر براثر سوانح سوختگی می‌باشد. باکتری باکتریووراکس استولپی مثل سایر شکارگرها به فضای پری پلاسمی باکتری‌های گرم منفی حمله کرده و موجب از بین رفتن آن ها می‌شود هدف از پژوهش حاضر بررسی باکتری شکارگر باکتریووراکس استولپی بر درصد بهبود زخم سوختگی عفونی شده با سودوموناس آئروجینوزا در موش بزرگ آزمایشگاهی بود. روش کار: 30 سر موش بزرگ آزمایشگاهی آلبینو ان ماری بعد از ایجاد زخم سوختگی به صورت 5 تایی در گروه های کنترل مثبت، منفی، تیمار جنتامایسین، سیپروفلوکساسین و باکتریووراکس استولپی به صورت تصادفی تقسیم شد و به جز گروه کنترل منفی تمامی گروه ها به وسیله 4 جدایه سودوموناس مقاوم به چند دارو عفونی شدند. بعد از درمان با باکتری و آنتی بیوتیک کلونی های زخم به صورت یک روز در میان و اندازه گیری مساحت زخم هم در طی 20 روز گزارش شد. یافته‌ها: نتایج حاصل از شمارش کلونی ها نشان داد که باکتری باکتریووراکس استولپی در زخم های عفونی در طی 21 روز در مقایسه با سایر گروه ها میزان باکتری ها را به صورت معنی داری می کاهند و این کاهش بهتر از عملکرد آنتی بیوتیک های جنتامایسین و سیپروفلوکساسین است و اندازه گیری مساحت زخم در طی 20 روز نیز نشان داد که استفاده از باکتری شکارگر باعث کاهش مساحت زخم در موش های سوخته نسبت به گروه های کنترل می شود. بررسی بافت شناسی زخم های حاصل نشان داد که باکتری شکارگر باعث کاهش التهاب، افزایش فیبروبلاست ها و افزایش کلاژن بافتی نسبت به گروه کنترل شده است. نتیجه گیری: باکتریووراکس استولپی می تواند روند درمان را در آلودگی های مقاوم به دارو تسریع کند.

چکیده انگلیسی:

Inroduction & Objective: Drug-resistant infection is one of the leading causes of death from burn injuries. Bacteriovorus stalpii, like other predators, invades and destroys the periplasmic space of gram-negative bacteria. The aim of the present study was to investigate the Bacteriovorus stalpii on the healing rate of Pseudomonas aeruginosa-infected burn wounds in rats. Material and Methods: 30 albino rats were randomly divided into 5 groups of positive, negative, gentamicin, ciprofloxacin and staphylococcal bacteriorex after 3 burn wounds.30 rats N-MRI were randomly divided in to 5 groups positive and negative control, gentamicin, ciprofloxacin and Bacteriovorus stalpii, and except for the negative control group, all groups Burned and Infected by 4 multidrug resistant Pseudomonas isolates. After treatment with bacteria and antibiotics, wound colonies were reported every other day and wound area was measured within 20 days. Results: The results of colony count showed that Bacteriovorus stalpii in infected wounds significantly reduced the amount of bacteria in 21 days compared to other groups and this decrease was better than the performance of gentamicin and ciprofloxacin antibiotics. Measurement of wound area over 20 days also showed that the use of predatory bacteria reduced wound area in burnt rat compared to control groups. Histological examination of the resulting wounds showed that the predatory bacteria reduced inflammation, increased fibroblasts cell and increased tissue collagen compared to the control group. Conclusion: Bacteriovorus stalpii can accelerate the treatment process in drug-resistant infections.

منابع و مأخذ:

1.Afkhamzadeh, A., Majidi, F., Ahmadi, C. (2016). Risk factors for nosocomial infections among burn patients hospitalized in Tohid hospital, Sanandaj, Kurdistan Iran. medical Journal of Mashhad University of Medical Sciences, 59(4); 225–32.

2.Alebachew, T., Yismaw, G., Derabe, A., Sisay, Z. (2012). Staphylococcus aureus burn wound infection among patients attending Yekatit 12 hospital burn unit, Addis Ababa, Ethiopia. Ethiopian Journal of Health Sciences, 22(3).

3.Bester, J., Pretorius, E. (2016). Effects of IL-1β, IL-6 and IL-8 on erythrocytes, platelets and clot viscoelasticity. Scientific Reports, 6(1);1–10.

4.Bonfiglio, G., Neroni, B., Radocchia, G., Pompilio, A., Mura, F., Trancassini, M. (2020). Growth Control of Adherent-Invasive Escherichia coli (AIEC) by the predator bacteria Bdellovibrio bacteriovorus: a new therapeutic approach for crohn’s disease patients. Microorganisms, 8(1);17.

5.Breidenstein EBM, de la Fuente-Núñez C, Hancock REW. Pseudomonas aeruginosa: all roads lead to resistance. Trends in Microbiology. 2011;19(8):419–26.

6.Bumbarger, D., Riebesell, M., Sommer, R. (2013). System-wide rewiring underlies behavioral differences in predatory and bacterial-feeding nematodes. Cell., 152(1–2);109–19.

7.Cheng W, Shen C, Zhao D, Zhang H, Tu J, Yuan Z, et al. The epidemiology and prognosis of patients with massive burns: A multicenter study of 2483 cases. Burns. 2019;45(3):705–16.

8.Cho, G., Kwon, J., Soh, SM., Jang, H., Mitchell, RJ. (2019). Sensitivity of predatory bacteria to different surfactants and their application to check bacterial predation. Applied Microbiology and Biotechnology, 103(19); 8169–78.

9.Clayton, NA., Nicholls, CM., Blazquez, K., Brownlow, C., Maitz, PK., Fisher, OM. (2018). Dysphagia in older persons following severe burns: Burn location is irrelevant to risk of dysphagia and its complications in patients over 75 years. Burns, 44(8);1997–2005.

10.Dakhili, M., Hodaei, M. (2019). Identification and pattern of antibiotic bacterial sensitivity and resistance in patients in the nekoi hospital of gom city in 1395. 9(35); 1–10.

11.Kadouri, D., O’Toole, GA. (2005). Susceptibility of biofilms to Bdellovibrio bacteriovorus attack. Applied and Environmental Microbiology, 71(7); 4044–51.

12.Keshavarz, M., Javanmardi, F., Mohammdi, AA. (2020). A decade epidemiological study of pediatric burns in south west of Iran. World Journal of Plastic Surgery, 9(1); 67.

13.Killham, K., Prosser, JI. (2015). Chapter 3 - The bacteria and archaea. in: paul ea, editor. soil microbiology, ecology and biochemistry (fourth edition) [internet]. fourth edition. boston: Academic Press, p. 41–76. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780124159556000037.

14.Lami, FH., Naser, RK. Al. (2019). Epidemiological characteristics of burn injuries in Iraq: A burn hospital-based study. Burns, 45(2); 479–83.

15.Lee, J., Ryu, HW., Lee, SU., Kim, M., Kwon, O., Kim, MO. (2019). Pistacia weinmannifolia ameliorates cigarette smoke and lipopolysaccharide‑induced pulmonary inflammation by inhibiting interleukin‑8 production and NF‑κB activation. International Journal of Molecular Medicine, 44(3); 949–59.

16.Lim, SZP., Fitzgerald, DA. (2018). Treating resistant Pseudomonas aeruginosa lung disease in young children with cystic fibrosis. Paediatric Respiratory Reviews, 27;33–6.25. Wolf SE,

 

Cancio LC, Pruitt BA. Epidemiological,

demographic and outcome characteristics of burns. In: Total burn care. Elsevier; 2018. p. 14–27.

17.Monnappa, AK., Dwidar, M., Seo, JK., Hur, J-H., Mitchell, RJ. (2014). Bdellovibrio bacteriovorus inhibits Staphylococcus aureus biofilm formation and invasion into human epithelial cells. Scientific Reports, 4;3811.

18.Monnappa, AK., Dwidar, M., Mitchell, RJ. (2013). Application of bacterial predation to mitigate recombinant bacterial populations and their DNA. Soil Biology and Biochemistry. 57; 427–35.

19.Najmi, Y., Kumar, P. (2019). A retrospective analysis of electric burn patients admitted in King Fahad Central Hospital, Jizan, Saudi Arabia. Burns Open, 3(2); 56–61.

20.Negus, D., Moore, C., Baker, M., Raghunathan, D., Tyson, J., Sockett, RE. (2017). Predator versus pathogen: how does predatory Bdellovibrio bacteriovorus interface with the challenges of killing Gram-negative pathogens in a host setting? Annual Review of Microbiology, 71; 441–57.

21.Peck, MD. (2011). Epidemiology of burns throughout the world. Part I: Distribution and risk factors. Burns, 37(7); 1087–100.

22.Rezaei, E., Safari, H., Naderinasab, M., Aliakbarian, H. (2011). Common pathogens in burn wound and changes in their drug sensitivity. Burns, 37(5); 805–7.

23.Ribeiro, LM., Vieira, LG., Sousa, JM., Guerra, AS. (2019). Seasonal impact in burn profiles in a dedicated burn unit. Burns,

24.Romanowski, EG., Stella, NA., Brothers, KM., Yates, KA., Funderburgh, ML., Funderburgh, JL. (2016). Predatory bacteria are nontoxic to the rabbit ocular surface. Scientific Reports, 6(1); 1–9.

25.Shahbazzadeh, M., Moazamian, E., Rafati, A., Fardin, M. (2020). Antimicrobial resistance pattern, genetic distribution of ESBL genes, biofilm-forming potential, and virulence potential of Pseudomonas aeruginosa isolated from the burn patients in Tehran Hospitals, Iran. The Pan African Medical Journal [Internet], Jul 30 [cited 2020 Oct 13];36(233). Available from: https://www.panafrican-med journal. com/ content/ article/36/233/full/

26.Starr, MP., Huang, JC-C. (1972). Physiology of the Bdello vibrios. In: Rose AH, Tempest DW, editors. Academic Press; 8; 215–61. Available from: http:// www. sciencedirect. com/science/article/pii/S0065291108601915

27.Starr, MP., Stolp, H. (1976). Chapter VI Bdello vibrio methodology. In: Norris JR, editor. Academic Press, 9;217–44. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0580951709700431

28.Sutton, D., Livingstone, PG., Furness, E., Swain, M., Whitworth, DE. (2019). Genome-wide identification of myxobacterial predation genes and demonstration of formaldehyde secretion as a potentially predation-resistant trait of Pseudomonas aeruginosa. Frontiers in Microbiology, 10;2650.

29.Swann, JA., Matthews, MR., Bay, C., Foster, KN. (2019). Burn injury outcome differences in Native Americans. Burns, 45(2); 494–501.

30.Wang, W. (2011). Bacterial diseases of crabs: A review. Journal of Invertebrate Pathology. 106(1); 18–26.

31.Waso, M., Khan, S., Ahmed, W., Khan, W. (2020). Expression of attack and growth phase genes of Bdellovibrio bacteriovorus in the presence of Gram-negative and Gram-positive prey. Microbiological Research, 235; 126437.

32.Wilgus, TA., Roy, S., McDaniel, JC. (2013). Neutrophils and wound repair: positive actions and negative reactions. Advances in Wound Care, 2(7); 379–88.

33.Wolf, S.E., Cancio, L.C., Pruitt, B.A. (2018). Epidemiological, demographic and outcome characteristics of burns, in: Total Burn Care. Elsevier, 14–27.