ارزیابی توانایی تولید بیوفیلم در اشریشیا کولی و استافیلوکوکوس اورئوس و بررسی ساختار آن

الموضوعات :

نغمه موری بختیاری ¹ (گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران، اهواز)
محمد خسروی ² (گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران، اهواز)

تاريخ الإرسال : 25 الجمعة , صفر, 1438 تاريخ التأكيد : 07 السبت , شوال, 1438 تاريخ الإصدار : 02 الجمعة , محرم, 1439

الکلمات المفتاحية:

ملخص المقالة :

شکل پایداری از رشد باکتری ها در محیط ، اجتماعی محصور شده با ماتریکس است که تحت عنوان بیوفیلم شناخته شده است. این ساختار باکتری ها به دلیل محافظت باکتری ها در مقابل سیستم ایمنی، کاهش کارایی آنتی بیوتیک ها وانتشار باکتری آزاد به مناطق دیگری از بدن، با مزمن شدن و عدم پاسخ به درمان در عفونت ها همراه می باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی توانایی تولید بیوفیلم در سه سویه ی استاندارد اشریشیا کولی و یک سویه ی استاندارد از استافیلوکوکوس اورئوس در محیط های مغذی متفاوت ومقایسه ساختار آن ها می باشد. برای این مطالعه، سویه های اشریشیا کولی و استافیلوکوکوس اورئوس در چهار محیط کشت مغذی (آبگوشت مغز- قلب حاوی 1 درصد سوکروز، لوریا- برتانی، آبگوشت سویای تریپسینه حاوی 5/3 درصد گلوکز و آب پپتونه) جهت بررسی فنوتیپی تولید بیوفیلم به روش میکروتیتر پلیت کیستال ویوله ارائه شده توسط stepanovic و همکاران، کشت داده شدند. سپس دو سویه از اشریشیا کولی (1 و 3) با توانایی تولید بیوفیلم به صورت قوی و متوسط، برای استخراج کربوهیدرات و پروتئین و مقایسه آن ها از طریق SDS-PAGE و رنگ آمیزی پریودیک اسید شیف و متیلن بلو، انتخاب شدند. بر اساس نتایج محیط آبگوشت مغز- قلب حاوی 1 درصد سوکروز برای هر دو سویه انتخاب شد. با مقایسه پروفایل پروتئینی این دو سویه تفاوت هایی در باندهای سنگین تر از 68 کیلودالتون بین دو سویه مشاهده شد اما پروفایل کربوهیدراتی و گلیکوپروتئینی آن ها مشابه بود. نهایتا، با مشاهده تفاوت در اجزائ پروتئینی دو سویه مورد مطالعه، تشخیص و بررسی ساختاری این اجزائ پروتئینی متفاوت، می تواند در ایجاد راه کارهای موثر در ریشه کنی عفونت های مزمن، مفید واقع گردد.

المصادر:

 

 

 

1- Adams, J.L., McLean, R.J. (1999). Impact of rpoS deletion on Escherichia coli biofilms. Applied Environmental Microbiology 65:4285–4287

2- Costerton, J.W., Stewart, P.S., Greenberg, E.P. (1999). Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections. Science 284:1318–22. (Grade A).

3- Danese, P.N., Pratt, L.A., Kolter, R. (2000). Exopolysaccharide production is required for development of Escherichia coli K-12 biofilm architecture. Journal of Bacteriology 182: 3593–3596.

4- Dastgheyb S, Parvizi J, Shapiro IM, Hickok NJ, Otto1 M. Effect of Biofilms on Recalcitrance of Staphylococcal Joint Infection to Antibiotic Treatment. The Journal of Infectious Diseases 2015; 211:641–50

5- Ernst, O.,  Zor, T. (2010). Linearization of the bradford protein assay. Journal of Visualized Experiments; 38: 1918.

6- Jackson, D.W., Suzuki, K., Oakford, L., Simecka, J.W., Hart, M.E., Romeo, T. (2002). Biofilm Formation and Dispersal under the Influence of the Global Regulator CsrA of Escherichia coli. Journal of Bacteriology 290–301. DOI: 10.1128/JB.184.1.290–301.2002

7- Joo, H.S., Otto, M. (2012). Molecular basis of in vivo biofilm formation by bacterial pathogens. Chemical Biology 19:1503–13.

8- Laemmli, U.K. (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature227(5259): 680-685.

9- Lindhout, T., Lau, P.C., Brewer, D., Lam, J.S. (2009) Truncation in the core oligosaccharide of lipopolysaccharide affects flagella-mediated motility in Pseudomonas aeruginosa PAO1 via modulation of cell surface attachment. Microbiology 155: 3449–3460.

10- Macka, D., Beckerb, P., Chatterjeec, I., Dobinskya, S., Knoblocha, J.K.M., Petersb, G., et al. (2004). Mechanisms of biofilm formation in Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus: functional molecules, regulatory circuits, and adaptive responses. International Journal of Medical Microbiology 294 :203–212.

11- Masuko, T., Minami, A., Iwasaki, N., Majima, T., Nishimura, S., Lee, Y.C. (2005).  Carbohydrate analysis by a phenol-sulfuric acid method in microplate format. Anal Biochemistry 339: 69–72.

12- Nevola, J.J., Laux, D.C., Cohen, P.S. (1987). In vivo colonization of the mouse large intestine and in vitro penetration of intestinal mucus by an avirulent smooth strain of Salmonella typhimurium and its lipopolysaccharide-deficient mutant. Infection and Immunity 55: 2884–2890

13- Post, J.C., Stoodley, P., Hall-Stoodley, L., et al. (2004). The role of biofilms in otolaryngologic infections. Current Opinion Otolaryngology Head Neck Surgury 12:185–90. (Grade B).

14- Purkayastha, R.R., Dyson, R. Location of the Carbohydrate-Containing Fraction of κ-Casein After Gel Electrophoresis. Journal of Dairy Science 48: 1419-1422.

15- Redfield, R.J. (2002). Is quorum sensing a side effect of diffusion sensing? Trends Microbiology 10:365–370. [PubMed]

16 – Renelli, M., Matias, V., Lo, R.Y., Beveridge, T.J. (2004).  DNA-containing membrane vesicles of Pseudomonas aeruginosa PAO1 and their genetic transformation potential. Microbiology 150: 2161–2169

17- PRodrigues, L.B., Santos, L.R.D., Tagliari, V.Z., Rizzo, N.N., Trenhago, G., Oliveira, A.P.D., et al. (2010). Quantification of biofilm production on polystyrene bu Listeria, Escherichia coli and  Staphylococcus aureus isolated from a poultry slaughterhouse. Brazilian Journal of Microbiology 41: 1082-1085

18- Samet, M., Ghaemi, E., Jahanpur, S.H., Jamalli, I. (2013). Evaluation of biofilm-forming capabilities of urinary Escherichia coli isolates in microtiter plate using two different culture media. International Journal of Molecular and Clinical Microbiology 1 : 244-247.

19- Schooling, S.R., Beveridge, T.J. (2006). Membrane vesicles: an overlooked component of the matrices of biofilms. Journal of Bacteriology 188: 5945–5957.

20- Silva, V.o., Espeschit, I.F., Moreira, M.A.S. (2013). Clonal relationship of Escherichia coli biofilm producer isolates obtained from mastitic milk. Canadian Journal of Microbiology 59(5): 291-293.

21- Simon, G.L., Miller, H.G., Borenstein, D.G. (1983). Synovial fluid inhibits killing of Staphylococcus aureus by neutrophils. Infection and Immunity 40:1004–10.

22- Starkey, M., Gray, A.K., Chang, S.I., Parsek, M. (2004). Microbial biofilms. Vol. 336. ASM Press; Washington DC. A sticky business: the extracellular polymeric substance matrix of bacterial biofilms; p. 478.

23- Stepanovic, S., Vukovic, D., Hola, V. (2007). microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for for assessment of biofilm production by staphylococci.  Acta pathologica, microbiologica, et immunologica Scandinavica. 2007; 1 (5), 687– 690.

24- Swan, A., Amer, H., Dieppe, P. (2002). The value of synovial fluid assays in the diagnosis of joint disease: a literature survey. Annals of the Rheumatic Diseases 61:493–8.

25- Vidal, O., Longin, R., Prigent-Combaret, C., Dorel, C., Hooreman, M., Lejueune, P. (1998). Isolation of an Escherichia coli K-12 mutant strain able to form biofilms on inert surfaces: involvement of a new ompR allele that increases curli expression. Journal of Bacteriology 180:2442–2449.

26- Walker, J.M. (2002). The protein protocols handbook. 2nd ed. New Jersey: Humana Press; 15-

27- Welch, R.A., Burland, V., Plunkett, G., Redford, P., Roesch, P., Rasko, D., et al. (2002). Extensive mosaic structure revealed by the complete genome sequence of uropathogenic Escherichia coli. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 9 99:17020–17024. [PMC free article] [PubMed]