اثر هم افزایی نانوذرات اکسید نقره عامل دار شده با عصاره برگ چوچاق و مروپنم در کاهش بیان ژن های مؤثر در پمپ افلاکس و افزایش بیان پورین در جدایه های بالینی E. coli

محورهای موضوعی : ژنتیک

زهرا رحیمی پور ¹ , علی پابوسی سادات محله ² , محمد نیک پسند ³ , مهدی شهریاری نور ⁴ , نجمه رنجی ^{5 *}

1 - کارشناس ارشد، گروه زیست شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
2 - کارشناس ارشد، گروه زیست شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
3 - استاد تمام، گروه شیمی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
4 - استادیار، گروه زیست شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
5 - دانشیار، گروه زیست شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران

تاریخ دریافت : 1404/05/13 تاریخ پذیرش : 1404/05/27 تاریخ انتشار : 1404/06/09

کلید واژه: نانوذرات اکسید نقره, چوچاق, اشریشیاکلی, پمپ افلاکس, پورین,

چکیده مقاله :

مقدمه: چوچاق یک گیاه دارویی است که با خواص ضد باکتریایی، ضد سرطانی و ضد التهابی شناخته شده است. هدف از این مطالعه ارزیابی اثرات ضد باکتریایی نانوذرات اکسید نقره عامل دار شده با عصاره برگ چوچاق بر علیه جدایه های بیمارستانی و استاندارد اشریشیا کلی بود.

مواد و روش‌ها: در این مطالعه جدایه های بالینی اشریشیا کلی از بیمارستان کودکان 17 شهریور در شهر رشت (ایران)، جمع آوری شد. بعد از تعیین هویت جدایه ها، پروفایل حساسیت آنتی بیوتیکی آنها تعیین شد. نانوذرات اکسید نقره با عصاره برگ چوچاق، عامل دار شد و با استفاده از FT-IR و FE-SEM، مورد ارزیابی فیزیکوشیمیایی قرار گرفت. اثرات ضد باکتریایی این نانوذرات در ترکیب با مروپنم به روش چکر بورد و Q-RT-PCR بررسی شد.

یافته‌ها: آنالیزهای فیزیکوشیمیایی سنتز موفق نانوذرات اکسید نقره عامل دار شده با عصاره برگ چوچاق را با اندازه ذرات 75 تا 95 نانومتر تأیید کرد. اثر هم افزایی نانوذرات اکسید نقره عامل دار شده با چوچاق و مروپنم در چندین جدایه بالینی و سویه استاندارد مشاهده شد. همچنین تیمارها بطور معنی داری (*P<0.05 یا **P<0.01) باعث کاهش بیان ژن‌های پمپ افلاکس  acrA و acrB و افزایش بیان پورین ompC در باکتریهای تحت تیمار با نانوذرات اکسید نقره عامل دار شده با چوچاق و مروپنم شد.

نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه پیشنهاد می کند که  نانوذرات اکسید نقره عامل دار شده با چوچاق، باعث افزایش اثربخشی مروپنم در جدایه های مقاوم شد. بدین ترتیب به نظر می رسد که چوچاق، با کاهش بیان ژن های پمپ افلاکس، افزایش بیان پورین و محبوس کردن مقدار بیشتری مروپنم در این جدایه ها، باعث کاهش رشد آنها شد.

چکیده انگلیسی:

Introduction:: Eryngium planum is a medicinal plant known for its antibacterial, anticancer, and anti-inflammatory properties. This study aimed to evaluate the antibacterial effects of silver oxide nanoparticles functionalized with Eryngium planum leaf extract against hospital-acquired and standard isolates of Escherichia coli.

Materials and Methods: In this study, clinical isolates of E. coli were collected from 17 Shahrivar Children's Hospital in Rasht city (Iran). After the identification of isolates, their antibiotic susceptibility profiles were determined. Silver oxide nanoparticles were functionalized with Eryngium planum leaf extract and physiochemically evaluated using FT-IR and FE-SEM. The antibacterial activity of the nanoparticles in combination with meropenem was assessed using the checkerboard method and Q-RT-PCR.

Results: Physicochemical analyses confirmed the successful synthesis of Eryngium planum leaf extract-functionalized silver oxide nanoparticles with particle sizes ranging from 75 to 95 nm. A synergistic antibacterial effect between the functionalized nanoparticles and meropenem was observed in several clinical and standard isolate. Furthermore, the treatments significantly (P<0.05 or P<0.01) led to a downregulation of efflux pump genes acrA and acrB and an upregulation of the porin gene ompC in treated bacterial cells Eryngium planum leaf extract-functionalized silver oxide nanoparticles and meropenem.

Conclusion: The findings suggest that E. planum-functionalized silver oxide nanoparticles led to enhancing the antibacterial efficacy of meropenem against resistant isolates. It seems that E. planum with downregulation of efflux pump genes, upregulation of the porin and increasing intracellular accumulation of meropenem, leading to reduced bacterial growth.