شناسایی و تعیین فراوانی کلاس‌های I، II و III ژن papG باکتری Escherichia coli جدا شده از بیماران مبتلا به عفونت ادراری

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران

2 مربی، گروه میکروبیولوژی، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران

3 استادیار، گروه میکروبیولوژی، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران

چکیده

مقدمه: باکتری Escherichia coli، توانایی ایجاد عفونت مجاری ادراری را دارد و تحت عنوان سویه‌های ایجاد کننده‌ی عفونت ادراری (UPEC یا Uropathogenic Escherichia coli) نامیده می‌شود. Escherichia coli عامل عفونت ادراری انواع مختلفی از Adhesin مانند Adhesinهای پیلی (PaP یا Pyelonephritis associated pili) را بیان می‌کند که واسطه‌ی اتصال به سطح سلول‌های اپی‌تلیال مجاری ادراری می‌باشند. پیلی یا فیمبریه‌ی P، کلونیزاسیون باکتری را تسهیل می‌کند، از حذف باکتری توسط جریان فیلتراسیون ادراری جلوگیری می‌نماید و قدرت تکثیر و تهاجم به بافت کلیه را افزایش می‌دهد. Adhesin نوع papG در نوک پیلی P قرار دارد و دارای سه کلاس متفاوت است. این مطالعه، با هدف شناسایی و تعیین فراوانی ژن‌های کد کننده‌ی Adhesin نوع papG در Escherichia coli ایجاد کننده‌ی عفونت ادراری انجام شد.روش‌ها: در این تحقیق، 55 نمونه‌ی ادراری افراد مبتلا به عفونت دستگاه ادراری، از آزمایشگاه‌های بالینی شهر تهران جمع‌آوری شد. پس از جداسازی باکتری و استخراج DNA، حضور ژن‌های papG I، papG II و papG III با استفاده از روش Multiplex PCR (Multiplex polymerase chain reaction) مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: 18 نمونه (7/32 درصد) واجد ژن papG بودند. از بین 18 نمونه‌ی واجد ژن papG، 17 نمونه (9/30 درصد) دارای ژن papG II و 1 نمونه (8/1 درصد) واجد ژن papG III بود. در هیچ یک از نمونه‌ها، ژن papG I شناسایی نشد.نتیجه‌گیری: ژن papG II شایع‌ترین ژن کد کننده‌ی Adhesin نوع papG فیمبریه‌ی P در Escherichia coli‌ جدا شده از عفونت دستگاه ادراری در شهر تهران است. این مسأله، می‌تواند اطلاعات با ارزشی را در آسیب‌شناسی عفونت دستگاه ادراری و راهکارهای درمانی پیش رو، فراهم آورد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identifying and determining the Classes I, II, and III papG Gene of Escherichia Coli Isolated from Patients with Urinary Tract Infections

نویسندگان [English]

  • Alireza Mehryari 1
  • Mehdi Parviz 2
  • Saeed Khalajzadeh 3
1 Department of Microbiology, School of Basic Sciences, Saveh Branch, Islamic Azad University, Saveh, Iran
2 Lecturer, Department of Microbiology, School of Basic Sciences, Saveh Branch, Islamic Azad University, Saveh, Iran
3 Assistant Professor, Department of Microbiology, School of Basic Sciences, Saveh Branch, Islamic Azad University, Saveh, Iran
چکیده [English]

Background: Escherichia coli strains with ability to cause urinary tract infection (UTI) are called uropathogenic strains. Uropathogenic Escherichia coli expresses a variety of cell adhesions, such as adhesion PaP (pyelonephritis associated pili), that causes the urinary tract infection via binding to the surface of epithelial cells. P pili facilitates the colonization of bacteria, prevents the elimination of bacteria via flow of urine filtration and increases kidney tissue proliferation and invasion. PapG adheres at the tip of P pili, and has three different classes. This study aimed to identify and determine the frequency of encoding papG genes in uropathogenic Escherichia coli. Methods: In this study, 55 samples of patients with urinary tract infection werecollected from clinical laboratories in Tehran city, Iran. After the extraction of bacteria DNA, the papG I, papG II and papG III genes were investigated using multiplex polymerase chain reaction (Multiplex PCR) method.Findings: 18 samples (32.7%) were papG gene positive. Of those 18 samples, 17 (30.9%) were papG II, and 1 (1.8%) was papG III gene positive. PapG I gene was not detected in any of the samples.Conclusion: The results showed that papG II gene is the most common gene encoding adhesion papG of the P pili in Escherichia coli isolated from urinary tract infections in Tehran. This could be valuable information in the diagnosis of urinary tract infection and provide future treatment strategies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Uropathogenic Escherichia coli
  • Urinary tract infection
  • Fimbriae
  • PapG gene
  1. Garrity GM, Bell JA, Lilburn TG. Taxonomic outline of the prokaryotes. Bergey's manual of systematic bacteriology. 2nd. New York, NY: Springer; 2004.
  2. Al-Kobaisi MF. Jawetz, Melnick and Adelberg's medical microbiology. Sultan Qaboos Univ Med J 2007; 7(3): 273-5.
  3. Slavchev G, Pisareva E, Markova N. Virulence of uropathogenic Escherichia coli. Journal of Culture Collections 2009; 6: 3-9.
  4. Wilson BA, Salyers AA, Whitt DD. Bacterial pathogenesis: a molecular approach. 3rd ed. Washington, DC: ASM Press; 2010.
  5. Murray PR, Rosenthal KS, Pfaller MA. Medical microbiology: with student consult online access. 7th ed. Philadelphia, PA: Saunders; 2012.
  6. Tille P. Bailey and Scott's diagnostic microbiology. 13th ed. Philadelphia, PA: Mosby; 2013.
  7. Ngeleka M, Fairbrother JM. F1651 fimbriae of the P fimbrial family inhibit the oxidative response of porcine neutrophils. FEMS Immunol Med Microbiol. 1999; 25(3): 265-74.
  8. Ohman L, Hed J, Stendahl O. Interaction between human polymorphonuclear leukocytes and two different strains of type 1 fimbriae-bearing Escherichia coli. J Infect Dis 1982; 146(6): 751-7.
  9. Lane MC, Mobley HL. Role of P-fimbrial-mediated adherence in pyelonephritis and persistence of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) in the mammalian kidney. Kidney Int 2007; 72(1): 19-25.
  10. Johnson JR, Swanson JL, Barela TJ, Brown JJ. Receptor specificities of variant Gal(alpha1-4)Gal-binding PapG adhesins of uropathogenic Escherichia coli as assessed by hemagglutination phenotypes. J Infect Dis 1997; 175(2): 373-81.
  11. Soto GE, Hultgren SJ. Bacterial adhesins: common themes and variations in architecture and assembly. J Bacteriol 1999; 181(4): 1059-71.
  12. Asakura M, Hinenoya A, Alam MS, Shima K, Zahid SH, Shi L, et al. An inducible lambdoid prophage encoding cytolethal distending toxin (Cdt-I) and a type III effector protein in enteropathogenic Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104(36): 14483-8.
  13. Johnson JR, Brown JJ. A novel multiply primed polymerase chain reaction assay for identification of variant papG genes encoding the Gal(alpha 1-4)Gal-binding PapG adhesins of Escherichia coli. J Infect Dis 1996; 173(4): 920-6.
  14. Johanson IM, Plos K, Marklund BI, Svanborg C. Pap, papG and prsG DNA sequences in Escherichia coli from the fecal flora and the urinary tract. Microb Pathog 1993; 15(2): 121-9.
  15. Johnson JR, Russo TA, Brown JJ, Stapleton A. papG alleles of Escherichia coli strains causing first-episode or recurrent acute cystitis in adult women. J Infect Dis 1998; 177(1): 97-101.
  16. Mitsumori K, Terai A, Yamamoto S, Yoshida O. Identification of S, F1C and three PapG fimbrial adhesins in uropathogenic Escherichia coli by polymerase chain reaction. FEMS Immunol Med Microbiol 1998; 21(4): 261-8.
  17. Zhao L, Chen X, Zhu X, Yang W, Dong L, Xu X, et al. Prevalence of virulence factors and antimicrobial resistance of uropathogenic Escherichia coli in Jiangsu province (China). Urology 2009; 74(3): 702-7.
  18. Johnson JR. papG alleles among Escherichia coli strains causing urosepsis: associations with other bacterial characteristics and host compromise. Infect Immun 1998; 66(9): 4568-71.
  19. Karkkainen UM, Kauppinen J, Ikaheimo R, Katila ML, Siitonen A. Rapid and specific detection of three different G adhesin classes of P-fimbriae in uropathogenic Escherichia coli by polymerase chain reaction. J Microbiol Methods 1998; 34(1): 23-9.
  20. Nazemi A, Nderi M, Jafarpour M, Miri Nargesi MS, Sharifi SA. The detection of fimbrial pathogenic genes in E. coli strains isolated from patients with urinary tract infection. Medical Laboratory Journal 2010; 4(2): 31-7. [In Persian].
  21. Farshad S, Emamghorashi F. The prevalence of virulence genes of E. coli strains isolated from children with urinary tract infection. Saudi J Kidney Dis Transpl 2009; 20(4): 613-7.
  22. Serajian AA, Zamanzad B, Afroogh P, Soltan Dallal MM. Identification of P fimbriae virulence factor in uropathogenic Escherichia coli by PCR in Shaherkord hospitals. Sci J Kurdistan Univ Med Sci 2012; 17(2): 36-43. [In Persian].
دوره 33، شماره 348 - شماره پیاپی 348
مهر و آبان 1394
صفحه 1412-1419
  • تاریخ دریافت: 30 بهمن 1393
  • تاریخ بازنگری: 09 فروردین 1402
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 17 فروردین 1401