ارزیابی آزمایشگاهی اثر ضد باکتریایی دانه کاروتنوئیدی گونه رودوتورولا گلوتینیس بر استافیلوکوکوس اورئوس جدا شده از ورم پستان گاو

محورهای موضوعی : پاتوبیولوژی مقایسه ای

سهیلا نیسی ¹ , منصور منصور بیات ² , تقی زهرایی صالحی ³ , بهاره رحیمیان ظریف ⁴ , رامک یحیی رعیت ⁵

1 - گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - گروه میکروبیولوژی و ایمونولوژی ، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 - گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران
5 - گروه میکروبیولوژی و ایمونولوژی ، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1401/03/08 تاریخ پذیرش : 1401/06/15 تاریخ انتشار : 1401/06/15

کلید واژه: استافیلوکوکوس اورئوس, رودوتورولا گلوتینیس, ‌مخمر, مقاومت میکروبی, ورم پستان,

چکیده مقاله :

ورم پستان به‌عنوان پرهزینه‌ترین بیماری گاوهای شیری، سالیانه خسارات زیادی را به صنعت دامپروری در جهان وارد می سازد. یکی از مهمترین باکتری‌های ایجاد کننده ورم پستان بالینی در گاوها، استافیلوکوکوس اورئوس است که به اکثر آنتی‌بیوتیک‌های رایج در دنیا مقاوم شده است. از این رو محققان در پی روش‌های نوین در درمان چنین عفونت‌های شده‌اند که رنگدانه‌های میکروارگانیسم‌ها نیز جزء این موضوعات قرار می‌گیرد. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی اثر رنگ دانه‌های کاروتنوئیدی تولید شده توسط مخمر رودوتورولا گلوتینیس روی جدایه‌های ورم پستانی استافیلوکوکوس اورئوس بود. برای جداسازی استافیلوکوکوس اورئوس، از شیر ۱۰۰راس گاو مبتلا به ورم پستان نمونه برداری انجام شد و ژن femA برای تایید مولکولی در بین جدایه‌های مشکوک به استافیلوکوکوس، با استفاده از روش PCR شناسایی گردید. همچنین جدایه رودوتورولا گلوتینیس بدست آمده از یکی از نمونه های ورم پستانی مورد بررسی بیشتر قرار گرفته و بعنوان نمونه مخمر تولید کننده پیگمان مورد استفاده قرار گرفت. نتایج مطالعات نشان داد که اثرمهارکنندگی بر روی رشد ‌ استافیلوکوکوس با استفاده از رنگدانه استخراج شده از رودوتورولا گلوتینیس کاملا مشهود بوده و بیش از 80 درصد نمونه‌های استافیلوکوکوس اورئوس به رنگدانه اخذ شده از رودوتورولا گلوتینیس با غلظت 200 میکروگرم حساس گزارش شد. همچنین علاوه بر استافیلوکوکوس اورئوس بعنوان یکی از عوامل مسبب اورام پستان در دام‌های شیری، مخمر ‌رودوتورولا گلوتینیس نیز میتواند خود بعنوان عامل ایجاد کننده ورم پستان باشد. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه در اﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ ﮐﻪ رﻧﮕﺪاﻧﻪ ﻫﺎی ﺟﺪاﺳﺎزی ﺷﺪه از رودوتورولا گلوتینیس مهار رشدی بسیار خوبی بر روی استافیلوکوکوس اورئوس بعنوان یکی از عوامل مسبب ورم پستان در گاو را داشته و با توجه به افزایش مقاومت میکروبی این عامل، ﻣﯽ ﺗﻮان از اﯾﻦ رﻧﮕﺪاﻧﻪ ﻫﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺑﻪ ﺟﺎی آنتی بیوتیک‌های سنتتیک و کاهش مقاومت میکروبی اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد.

چکیده انگلیسی:

Mastitis, as a most costly disease of dairy cows, causes a lot of damage to the livestock industry in the world every year. One of the most important bacteria which causes clinical mastitis in cattle is S. aureus, which has become resistant to most common antibiotics in veterinary medicine. Therefore, researchers are looking for new methods in the treatment of such infections, in which the pigments of microorganisms fall into this category. The aim of this recent study was to optimize the production of carotenoid pigments by Rhododorula yeast and to investigate its antimicrobial effect on S. aureus isolates To isolate S. aureus, samples were taken from the milk of 100 cows with mastitis and the femA gene was identified for molecular confirmation among suspicious isolates of Staphylococcus by PCR method. Also, the isolate of R. glutinis obtained from one of the samples of mastitis was further examined and used as a sample of yeast producing pigment. The results showed that in addition to S. aureus as one of the causative agents of mastitis in dairy cattle, but also the yeast R. glutinis can be a causative agent of mastitis. The inhibitory effect on the growth of Staphylococcus using the pigment extracted from R. glutinis was also quite evident and more than 80% of S. aureus isolates were sensitive to the pigment at a concentration of 200 μg. R. glutenis inhibits excellent growth in S. aureus as one of the leading causes of mastitis in cows. The cause is the appearance of synthetic antibiotics and the reduction of microbial resistance.

منابع و مأخذ:

1. Alni, RH., Mohammadzadeh, A., Mahmoodi, P)2018(. Molecular typing of Staphylococcus aureus of different origins based on the polymorphism of the spa gene: characterization of a novel spa type. 3 Biotech. 8, 1-7. https://doi.org/10.1007/s13205-017-1061-6.


2. Ruegg., PL. ) 2017(. 100-Year Review: Mastitis detection, management, and prevention. J Dairy Sci. 100, 10381-10397.


3. Cheng, WN., Han, SG. ) 2020(. Bovine mastitis: risk factors, therapeutic strategies,and alternative treatments A review. Asian Austral J Anim Sci. 33, 1699. https://doi.org/10.5713/ajas.20.0156

4. Derakhshani, H., Fehr, KB., Sepehri, S., Francoz, D., De Buck, J., Barkema, HW., et al)2018(Invited review: microbiota of the bovine udder: contributing factors and potential implications for udder health and mastitis susceptibility. J Dairy Sci. 101, 10605-25. https://doi.org/10.3168/jds.2018-14860


5. Sanna, C., Marras, L., Desogus, A., Marras, B., Montero, N., Bertolino, G., et al. ) 2021(. Evaluation of Rhodotorula spp. contamination in hospital environments. Environ Monit Assess. 193, 1-6. https://doi.org/10.1007/s10661-021-08908-3


6. Enshaeieh, M., Madani, M., Abdoli, A., Nahvi, I., Asgari, F. ) 2016 (. Optimization of SCO and xylitol production in the oleaginous yeast Rhodotorula mucilaginosa. Appl Biol.29, 5-21. https://dx.doi.org/10.22051/jab.2021.4192.0


7. Halasa, T., Huijps, K., Østerås, O., Hogeveen, H. ) 2007(. Economic effects of bovine mastitis and mastitis management: A review. Vet Pathol. 29,, 18-31

 https://doi.org/10.1080/01652176.2007.9695224

8. Tabaee, M. In vitro antibacterial effects of marbofloxacin on microorganisms causing mastitis in cows. J Vet Res.65, 51-55


9. Hernández-Almanza, A., Montanez, JC., Aguilar-Gonzalez, MA., Martínez-Ávila, C., Rodríguez-Herrera, R., Aguilar, CN)2014(. Rhodotorula glutinis as source of pigments and metabolites for food industry. Food Biosci. 5, 64-72. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2013.11.007


10. Mehrotra, M., Wang, G., Johnson, WM. ) 2000(. Multiplex PCR for detection of genes for Staphylococcus aureus enterotoxins, exfoliative toxins, toxic shock syndrome toxin 1, and methicillin resistance. J Clin Microbiol. 38,1032-1035. https://doi.org/10.1128/jcm.38.3.1032.1035.2000


11. Khanipour, E., Keramat, J., Shokrani, R. Determination of Optimum Conditions for Carotenoid Extraction from Tomatoes. 11, 289-296


12. Molineri, AI., Camussone, C., Zbrun, MV., Archilla, GS., Cristiani, M., Neder, V., et al. ) 2021(. Antimicrobial resistance of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis: Systematic review and meta-analysis. Prev Vet Med. 10, 105261. https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2021.105261


13. Moazamian, E., Emami, A. ) 2018(. Antimicrobial effect of Serratia marcescens Pigment on the Multi-Drug Resistance Klebsiella Pneumoniae Isolates from Burn Wounds. Armaghane danesh. 23,499-515.


14. Sharma, N., Singh, N., Bhadwal, M. )2011 (. Relationship of somatic cell count and mastitis: An overview. Asian Austral J Anim Sci. 24, 429-38. https://doi.org/10.5713/ajas.2011.10233.


15. Moslemipur., F, Mostafaloo, Y., Khanahmadi, A. ) 2016(. Survey of conformity between organoleptic and microbial culture techniques to diagnose cows mastitis and antibiogram test in milk of industrial and traditional herds. Res J Anim Sci.1, 51-56.


16. Shokohi, M., AHMADIZADEH, C., Kaveh, A. ) 2018(. Evaluation of bacterial causes of subclinical mastitis in dairy cattle of negine sabze makoo agro-industrial and animal husbandry complex. Vet Clin Pathol. 44, 379-388. https://doi.org/10.30495/JVCP.2020.1873924.1242


17. Novoveská, L., Ross, ME., Stanley, MS., Pradelles, R., Wasiolek, V., Sassi, J-F. (2019). Microalgal carotenoids: A review of production, current markets, regulations, and future direction. Mar Drugs. 17, 640. https://doi.org/10.3390/md17110640.


18. Colasuonno, P., Marcotuli, I., Blanco, A., Maccaferri, M, Condorelli, GE., Tuberosa, R., et al .(2019). Carotenoid pigment content in durum wheat ( Triticum turgidum L. var durum(: An overview of quantitative trait loci and candidate genes. Front Plant Sci. 10, 1347. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01347


19. Martínez, JM., Delso, C., Aguilar, DE., Álvarez, I., Raso, J. (2020). Organic-solvent-free extraction of carotenoids from yeast Rhodotorula glutinis by application of ultrasound under pressure. Ultrason Sonochem.61, 104833. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104833


20. Yolmeh, M., Hamedi, H., Khomeiri, M. )2016(. Antimicrobial Activity of Pigments Extracted from Rhodotorula glutinis Against Some Bacteria and Fungi. Zahedan J Res Med Sci. 18, e4954. https://doi.org/10.17795/ZJRMS-4954


21. McKeegan, KS., Borges-Walmsley, MI., Walmsley, AR. )2002(. Microbial and viral drug resistance mechanisms. TIM. 10, s8-s14. https://doi.org/10.1016/S0966-842X(02(02429-0.


22. Wang, W., Zhai, Y., Cao, L., Tan, H., Zhang, R. )2016(. Endophytic bacterial and fungal microbiota in sprouts, roots and stems of rice )Oryza sativa L.(. Microbiol Res. 1, 1-8.