جداسازی و شناسایی انتروکوکوس فکالیس دارای ژن مقاوم به ونکومایسین از رودخانه قلعه رودخان، ایران در سال 1401

Subject Areas : Biotechnological Journal of Environmental Microbiology

Ouria Rezapour ¹ , Khosro Issazadeh ^{2 *} , Mohammad Faezi Ghasemi ³

1 - گروه میکروبیولوژی ، دانشکده علوم پایه ، واحد لاهیجان ، دانشگاه آزاد اسلامی لاهیجان ، ایران
2 - گروه میکروبیولوژی ، دانشکده علوم پایه، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان ، ایران
3 - گروه میکروبیولوژی ، دانشکده علوم پایه ، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی ،لاهیجان ، ایران

Received: 2023-12-31 Accepted : 2024-01-29 Published : 2024-02-03

Keywords: انتروکوکوس فکالیس, مقاومت آنتی بیوتیکی, انتروکوکوس فکالیس مقاوم به ونکومایسین, آلودگی آب,

Abstract :

انتروکوک های مقاوم به وانکومایسین (VRE) باکتری های بسیار نگران کننده ای هستند که در لیست اولویت جهانی باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک توسط سازمان بهداشت جهانی فهرست شده اند. مقاومت آنها در برابر آنتی بیوتیک ها به دلیل فشارهای محیطی، سلامت عمومی را تهدید می کند. این باکتری می تواند در شرایط سخت و محیط های کم مواد مغذی زنده بماند و رشد کند و به راحتی از طریق مدفوع - دهانی منتقل می شود. انتروکوک های مقاوم به وانکومایسین منتقله از آب یک مشکل زیست محیطی و بهداشتی است. هدف از مطالعه حاضر بررسی شیوع جدایه های انتروکوکوس مقاوم به وانکومایسین و الگوی آنتی بیوتیکی آنها در نمونه های محیطی رودخانه قلعه رودخان در استان گیلان بود. نمونه‌های آب از رودخانه جمع‌آوری و برای وجود انتروکوک‌ها با استفاده ازمحیط کشت بایل اسکولین آزید آگار آزمایش شدند. پس از جمع‌آوری، نمونه‌ها با استفاده از آزمایش‌های بیوشیمیایی و تکنیک‌های مولکولی با پرایمرهای اختصاصی برای ddl شناسایی شدند. الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی جدایه ها با استفاده از تست آنتی بیوگرام تعیین شد. علاوه بر این، شناسایی مولکولی ایزوله‌های مقاوم به وانکومایسین با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) با پرایمرهای اختصاصی برای ژن‌های vanA و vanB انجام شد. از 263 نمونه، انتروکوک‌ها در 154 نمونه (69%) پس از تایید ژن ddlE  یافت شدند. تجزیه و تحلیل از بین این جدایه ها، 130 جدایه (84%) به عنوان VRE شناسایی شدند. نتایج نشان داد که تقریباً همه جدایه‌ها دارای ژن‌های مقاوم به وانکومایسین بودند که ۸۹ ایزوله (۴۶/۶۸ درصد) حامل vanA و ۱۱۱ ایزوله (۳۸/۸۵ درصد) حامل vanB بودند. این مطالعه نشان می دهد که بسیاری از ایزوله های انتروکوک به دست آمده به استرپتومایسین، کانامایسین، جنتامایسین و وانکومایسین مقاوم بودند. همچنین مشخص شد که VRE حامل ژن‌های vanA و vanB در رودخانه قلعه رودخان وجود دارد و منابع VRE در سراسر حوضه رودخانه پخش شده‌اند. شیوع بالای و میزان مقاومت آنتی‌بیوتیکی سویه‌های انتروکوک مقاوم به وانکومایسین در منابع آبی استان گیلان نگران‌کننده و نیازمند توجه است.

 

 

References:


Kandeel M, Sharaf M, Hamad AM, O. Babalghith A, Abdalla M, Arif M, et al. Novel copper oxide bio-nanocrystals to target outer membrane lectin of vancomycin-resistant Enterococcus faecium (VREfm): In silico, bioavailability, antimicrobial, and anticancer potential. Molecules. 2022;27(22):7957.
. Nemattalab M, Rohani M, Evazalipour M, Hesari Z. Formulation of Cinnamon (Cinnamomum verum) oil loaded solid lipid nanoparticles and evaluation of its antibacterial activity against Multi-drug Resistant Escherichia coli. BMC Complementary Medicine and Therapies. 2022;22(1):1-10.
Rohani M, Nemattalab M, Hedayati M, Ghasemi S, Hesari Z. Comparison of chitosan and SLN nano-delivery systems for antibacterial effect of cinnamon (Cinnamomum verum) oil against MDR K pneumoniae and E coli. Physica Scripta. 2023;98(10):105002.
. Zhou H, Yang X, Yang Y, Niu Y, Li J, Fu X, et al. Docosahexaenoic acid inhibits pheromone-responsive-plasmid-mediated conjugative transfer of antibiotic resistance genes in Enterococcus faecalis. Journal of Hazardous Materials. 2023;444:130390.
Im EJ, Lee HH-Y, Kim M, Kim M-K. Evaluation of Enterococcal Probiotic Usage and Review of Potential Health Benefits, Safety, and Risk of Antibiotic-Resistant Strain Emergence. Antibiotics. 2023;12(8):1327.
Ferchichi M, Sebei K, Boukerb AM, Karray-Bouraoui N, Chevalier S, Feuilloley MG, et al. Enterococcus spp.: Is It a Bad Choice for a Good Use—A Conundrum to Solve? Microorganisms. 2021;9(11):2222.
Mechmechani S, Gharsallaoui A, Fadel A, El Omari K, Khelissa S, Hamze M, Chihib N-E. Microencapsulation of carvacrol as an efficient tool to fight Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus faecalis biofilms. Plos one. 2022;17(7):e0270200.
. Da Silva RA, Tay WH, Ho FK, Tanoto FR, Chong KK, Choo PY, et al. Enterococcus faecalis alters endo-lysosomal trafficking to replicate and persist within mammalian cells. PLoS pathogens. 2022;18(4):e1010434.
Tatta ER, Paul S, Kumavath R. Transcriptome analysis revealed the synergism of novel rhodethrin inhibition on biofilm architecture, antibiotic resistance and quorum sensing inEnterococcus faecalis. Gene. 2023;871:147436.
Voit M, Trampuz A, Gonzalez Moreno M. In Vitro Evaluation of Five Newly Isolated Bacteriophages against E. faecalis Biofilm for Their Potential Use against Post-Treatment Apical Periodontitis. Pharmaceutics. 2022;14(9):1779.
Ali IA, Neelakantan P. Antibiofilm activity of phytochemicals against Enterococcus faecalis: A literature review. Phytotherapy Research. 2022;36(7):2824-38.
Zhou X-M, Hu Y-Y, Fang B, Zhou C-H. Benzenesulfonyl thiazoloimines as unique multitargeting antibacterial agents towards Enterococcus faecalis. European Journal of Medicinal Chemistry. 2023;248:115088.
Zheng B, Tomita H, Inoue T, Ike Y. Isolation of VanB-type Enterococcus faecalis strains from nosocomial infections: first report of the isolation and identification of the pheromone-responsive plasmids pMG2200, encoding VanB-type vancomycin resistance and a Bac41-type bacteriocin, and pMG2201, encoding erythromycin resistance and cytolysin (Hly/Bac). Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2009;53(2):735-47.
Mirzaie S, Faghiri I, Askari Badouei M, Madani SA. Molecular detection and occurrence of vancomycin resistance genes (van A, B, C1, C2/C3) among Enterococcus species isolated from farm ostriches. Veterinary Medicine and Science. 2023;9(1):226-33.
Mwikuma G, Kainga H, Kallu SA, Nakajima C, Suzuki Y, Hang’ombe BM. Determination of the Prevalence and Antimicrobial Resistance of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium Associated with Poultry in Four Districts in Zambia. Antibiotics. 2023;12(4):657.
Nishiyama M, Ogura Y, Hayashi T, Suzuki Y. Antibiotic resistance profiling and genotyping of vancomycin-resistant enterococci collected from an urban river basin in the provincial city of Miyazaki, Japan. Water. 2017;9(2):79.
Taylor NG, Verner-Jeffreys DW, Baker-Austin C. Aquatic systems: maintaining, mixing and mobilising antimicrobial resistance? Trends in ecology & evolution. 2011;26(6):278-84.
Honarm H, Ghavidel MF, Nikokar I, Taromsari MR. Evaluation of a PCR assay to detect enterococcus faecalis in blood and determine glycopeptides resistance genes: van A and van B. Iranian journal of medical sciences. 2012;37(3):194.
Moosavian M, Ghadri H, Samli Z. Molecular detection of vanA and vanB genes among vancomycin-resistant enterococci in ICU-hospitalized patients in Ahvaz in southwest of Iran. Infection and Drug Resistance. 2018:2269-75.
Kalantari H, Hajizade A, Issazadeh K, Faezi Ghasemi M. A Study on the Prevalence of Vancomycin-resistant Enterococci and Their Antibiotic Resistance Pattern in Recreational Waters in Guilan Province, Iran. Iranian Journal of Medical Microbiology. 2022;16(3):251-8.
Nishiyama M, Iguchi A, Suzuki Y. Identification of Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis as vanC-type Vancomycin-Resistant Enterococci (VRE) from sewage and river water in the provincial city of Miyazaki, Japan. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2015;50(1):16-25.
Hsueh P-R, Ko W-C, Wu J-J, Lu J-J, Wang F-D, Wu H-Y, et al. Consensus statement on the adherence to Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) Antimicrobial Susceptibility Testing Guidelines (CLSI-2010 and CLSI-2010-update) for Enterobacteriaceae in clinical microbiology laboratories in Taiwan. Journal of Microbiology, Immunology and Infection. 2010;43(5):452-5.
Humphries R, Bobenchik AM, Hindler JA, Schuetz AN. Overview of changes to the clinical and laboratory standards institute performance standards for antimicrobial susceptibility testing, M100. Journal of clinical microbiology. 2021;59(12):10.1128/jcm. 00213-21.
Erbas G, Parin U, Turkyilmaz S, Ucan N, Ozturk M, Kaya O. Distribution of antibiotic resistance genes in Enterococcus spp. isolated from mastitis bovine milk. Acta Vet Beograd. 2016;66:336-46.
Saleem F, Schellhorn HE, Simhon A, Edge TA. Same-day Enterococcus qPCR results of recreational water quality at two Toronto beaches provide added public health protection and reduced beach days lost. Canadian Journal of Public Health. 2023;114(4):676-87.
Gotkowska-Płachta A, Gołaś I. The Importance of Enterococci in the Monitoring of Fecal Pollution in River Water in Forests and Urban Areas. Water. 2023;15(21):3708.
Cattoir V. The multifaceted lifestyle of enterococci: genetic diversity, ecology and risks for public health. Current Opinion in Microbiology. 2022;65:73-80.
Elashiry MM, Bergeron BE, Tay FR. Enterococcus faecalis in secondary apical periodontitis: Mechanisms of bacterial survival and disease persistence. Microbial Pathogenesis. 2023;183:106337.
Rana ML, Firdous Z, Ferdous FB, Ullah MA, Siddique MP, Rahman MT. Antimicrobial Resistance, Biofilm Formation, and Virulence Determinants in Enterococcus faecalis Isolated from Cultured and Wild Fish. Antibiotics. 2023;12(9):1375.
Vase H, Nemattalab M, Rohani M, Hesari Z. Comparison of chitosan and SLN nano-delivery systems for antibacterial effect of tea tree (Melaleuca alternifolia) oil against P. aeruginosa and S. aureus. Letters in Applied Microbiology. 2023;76(11):ovad130.
Markwart R, Willrich N, Haller S, Noll I, Koppe U, Werner G, et al. The rise in vancomycin-resistant Enterococcus faecium in Germany: data from the German Antimicrobial Resistance Surveillance (ARS). Antimicrob Resist Infect Control. 2019;8:147.
Friedman M. Antibiotic-resistant bacteria: prevalence in food and inactivation by food-compatible compounds and plant extracts. J Agric Food Chem. 2015;63(15):3805-22.
Wada Y, Harun AB, Yean CY, Zaidah AR. Vancomycin-Resistant Enterococci (VRE) in Nigeria: The First Systematic Review and Meta-Analysis. Antibiotics (Basel). 2020;9(9).
Alipour M, Hajiesmaili R, Talebjannat M, Yahyapour Y. Identification and antimicrobial resistance of Enterococcus spp. isolated from the river and coastal waters in northern Iran. ScientificWorldJournal. 2014;2014:287458.
Zavaryani SM, Mirnejad R, Piranfar V, Moghaddam MM, Sajjadi N, Saeedi S. Assessment of susceptibility to five common antibiotics and their resistance pattern in clinical Enterococcus isolates. Iranian journal of pathology. 2020;15(2):96.
Mazaheri Nezhad Fard R, Soltan Dallal MM, Abbaspour M, Rajabi Z. Study of VanA, B, C, D, E genes in vancomycin resistant enterococci isolated from retailed dried vegetables in Tehran, Iran. Int J Enteric Pathog. 2019;7(1):9-14.
Roberts MC, No DB, Marzluff JM, Delap JH, Turner R. Vancomycin resistant Enterococcus spp. from crows and their environment in metropolitan Washington State, USA: Is there a correlation between VRE positive crows and the environment? Veterinary Microbiology. 2016;194:48-54.
Rezvani J, Nasr R, Shamsabadi FT, Eidgahi MRA. Frequency of VanA, VanB and VanH variants amongst vancomycin-resistant enterococci isolated from patients in central region of Iran. Gastroenterology and hepatology from bed to bench. 2016;9(4):308.
Khanmohammadi S, Nahaei MR, Rezaee MA, Sadeghi J. Frequency of vancomycin resistance and vanA gene in enterococci isolated from Tabriz Children's teaching and treatment center. Medical Journal of Tabriz University of Medical Sciences. 2018;40(4):16-23.