شناسایی مولکولی و ارزیابی قدرت تولید پروتئیناز و فسفولیپاز ایزوله‌های محیطی Aspergillus به دست آمده از فضای بیمارستان

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، پژوهشکده‌ی بیماریهای غیر واگیر، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران

2 مرکز تحقیقات میکروبیولوژی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی قزوین، قزوین، ایران

3 گروه آمار، دانشگاه پیام نور شیراز، شیراز، ایران

چکیده

مقدمه: یکی از دلایل عفونت‌های بیمارستانی، پراکندگی اسپورهای Aspergillus در محیط می‌باشد. ترشح آنزیم‌های هیدرولیتیک به عنوان یک عامل ویرولانس در گونه‌های Aspergillus در نظر گرفته می‌شود. این مطالعه، با هدف شناسایی گونه‌های Aspergillus محیطی با تعیین توالی ژن بتا توبولین و ارزیابی قدرت تولید آنزیم پروتئیناز و فسفولیپاز در شرایط آزمایشگاهی انجام شد.روش‌ها: 93 کلنی Aspergillus از فضای بخش اورژانس، جراحی، مراقبت‌های ویژه و اتاق عمل دو بیمارستان آموزشی استان قزوین جمع‌آوری شد. ناحیه‌ی ژنی بتا توبولین به روش Polymerase chain reaction (PCR) تکثیر شد و 40 ایزوله تعیین توالی شدند. جهت ارزیابی قدرت تولید آنزیم پروتئیناز و فسفولیپاز به ترتیب از محیط Yeast carbon base (YCB) و آلبومین سرم گاوی و محیط Egg yolk agar استفاده شد.یافته‌ها: بر اساس توالی بتا توبولین، Aspergillus flavus (3 درصد)، Aspergillus tubingensis (25 درصد)، Aspergillus fumigatus (20 درصد) Aspergillus niger (10 درصد)، Aspergillus sydowii (5/7 درصد)، Aspergillus terreus (5 درصد) و Aspergillus nidulans (5/2 درصد) شناسایی گردید. ارزیابی آنزیم‌های خارج سلولی نشان داد که 5/82 درصد از ایزوله‌ها توانایی پروتئیناز با میانگین پروتئیناز 13/0 ± 73/0 و 5/52 درصد از ایزوله‌های Aspergillus مورد بررسی دارای فعالیت فسفولیپازی با میانگین 17/0 ± 81/0 می‌باشند.نتیجه‌گیری: مطالعه‌ی حاضر نشان داد که سویه‌های محیطی دارای تولید بالای پروتئیناز می‌باشند. بنابراین، به نظر می‌رسد که درک بهتر ارتباط عوامل ویرولانس با عفونت Aspergillus در مطالعات آینده، ضروری می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Molecular Identification and Evaluation of the Ability to Produce Phospholipase and Proteinase by Aspergillus Environmental Isolates Obtained from Hospital

نویسندگان [English]

  • Faezeh Mohammadi 1
  • Nima Hemmat 2
  • Behnaz Familsatarian 2
  • Asieh Maghami-Mehr 3
1 Assistant Professor, Cellular and Molecular Research Center, Research Institute for Non-Communicable Disease, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran
2 Medical Microbiology Research Center, Qazvin University of Medical Science, Qazvin, Iran
3 Department of Statistics, Shiraz Payame Noor University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Background: One of the causes of nosocomial infections is the dispersion of Aspergillus spores in the environment. The secretion of hydrolytic enzymes is considered as a virulence factor in Aspergillus species. The aim of this study was to identify environmental Aspergillus isolates via sequencing the beta-tubulin gene and evaluating the ability to produce phospholipase and proteinase in vitro.Methods: 93 Aspergillus colonies were collected from the emergency, surgical wards, intensive care unit, and operation theatres of two teaching hospitals in Qazvin Province, Iran. The β-tubulin gene region was amplified using polymerase chain reaction (PCR) method, and 40 isolates were sequenced. Evaluation of proteinase and phospholipase production was performed using yeast carbon base (YCB) with bovine serum albumin and egg yolk agar medium, respectively.Findings: Based on β-tubulin sequence, Aspergillus (A.) flavus (30%), A. tuberculosis (25%), A. fumigatus (20%), A. niger (10%), A. sydowii (7.5%), A. terreus (5%), and A. nidulans (2.5%) were identified. Evaluation of extracellular enzymes showed that 82.5% of the isolates had proteinase ability with a mean proteinase of 0.73 ± 0.13, and 52.5% of the studied Aspergillus isolates had phospholipase activity with a mean of 0.81 ± 0.17.Conclusion: Our study showed that environmental strains have high proteinase production. Therefore, it seems necessary to better understand the association of virulence factors with aspergillosis infection in future studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aspergillus
  • Tubulin
  • Peptide hydrolases
  • Phospholipase

مراجع

  1. Choubdar M, Mohammadi F, Safari Varyani A, Hasani K, Nikpey A. Investigating of relationship between biological and non-biological airborne particles in the internal section of two educational hospitals in Qazvin city. Iran Occup Health 2019; 15(6): 60-71. [In Persian].
  2. Perdelli F, Cristina ML, Sartini M, Spagnolo AM, Dallera M, Ottria G, et al. Fungal contamination in hospital environments. Infect Control Hosp Epidemiol 2006; 27(1): 44-7.
  3. Latge JP, Chamilos G. Aspergillus fumigatus and Aspergillosis in 2019. Clin Microbiol Rev 2019; 33(1): e00140-18.
  4. Martinez-Herrera EO, Frias De-Leon MG, Duarte-Escalante E, Calderon-Ezquerro MC, Jimenez-Martinez MC, Acosta-Altamirano G, et al. Fungal diversity and Aspergillus species in hospital environments. Ann Agric Environ Med 2016; 23(2): 264-9.
  5. Chein SH, Sadiq MB, Datta A, Anal AK. Prevalence and identification of Aspergillus and Penicillium species isolated from peanut kernels in central Myanmar. J Food Saf 2019; 39(6): e12686.
  6. Tekaia F, Latge JP. Aspergillus fumigatus: saprophyte or pathogen? Curr Opin Microbiol 2005; 8(4): 385-92.
  7. Miramon P, Lorenz MC. A feast for Candida: Metabolic plasticity confers an edge for virulence. PLoS Pathog 2017; 13(2): e1006144.
  8. O'Donnell LE, Robertson D, Ramage G. Candida virulence factors. In: Ribeiro Rosa EA, editor. Oral Candidosis. New York, NY: Springer, 2015. p. 7-19.
  9. Verweij PE, Meis JF, Sarfati J, Hoogkamp-Korstanje JA, Latge JP, Melchers WJ. Genotypic characterization of sequential Aspergillus fumigatus isolates from patients with cystic fibrosis. J Clin Microbiol 1996; 34(10): 2595-7.
  10. Mohammadi F, Hashemi SJ, Seyedmousavi SM, Akbarzade D. Isolation and characterization of clinical triazole resistance Aspergillus fumigatus in Iran. Iran J Public Health 2018; 47(7): 994-1000.
  11. Mohammadi F, Ghasemi Z, Familsatarian B, Salehi E, Sharifynia S, Barikani A, et al. Relationship between antifungal susceptibility profile and virulence factors in Candida albicans isolated from nail specimens. Rev Soc Bras Med Trop 2020; 53: e20190214.
  12. Federici F. Extracellular enzymatic activities in Aureobasidium pullulans. Mycologia 1982; 74(5): 738-43.
  13. Nivoix Y, Velten M, Letscher-Bru V, Moghaddam A, Natarajan-Ame S, Fohrer C, et al. Factors associated with overall and attributable mortality in invasive aspergillosis. Clin Infect Dis 2008; 47(9): 1176-84.
  14. Geiser DM, Klich MA, Frisvad JC, Peterson SW, Varga J, Samson RA. The current status of species recognition and identification in Aspergillus. Stud Mycol 2007; 59: 1-10.
  15. Iatta R, Nuccio F, Immediato D, Mosca A, De CC, Miragliotta G, et al. Species distribution and in vitro azole susceptibility of Aspergillus section Nigri isolates from clinical and environmental settings. J Clin Microbiol 2016; 54(9): 2365-72.
  16. Hashimoto A, Hagiwara D, Watanabe A, Yahiro M, Yikelamu A, Yaguchi T, et al. Drug sensitivity and resistance mechanism in Aspergillus section Nigri strains from Japan. Antimicrob Agents Chemother 2017; 61(8): e02583-16.
  17. Hendrickx M, Beguin H, Detandt M. Genetic re-identification and antifungal susceptibility testing of Aspergillus section Nigri strains of the BCCM/IHEM collection. Mycoses 2012; 55(2): 148-55.
  18. Monteiro C, Pinheiro D, Maia M, Faria MA, Lameiras C, Pinto E. Aspergillus species collected from environmental air samples in Portugal-molecular identification, antifungal susceptibility and sequencing of cyp51A gene on A. fumigatus sensu stricto itraconazole resistant. J Appl Microbiol 2019; 126(4): 1140-8.
  19. Tam EW, Chen JH, Lau EC, Ngan AH, Fung KS, Lee KC, et al. Misidentification of Aspergillus nomius and Aspergillus tamarii as Aspergillus flavus: characterization by internal transcribed spacer, beta-Tubulin, and calmodulin gene sequencing, metabolic fingerprinting, and matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry. J Clin Microbiol 2014; 52(4): 1153-60.
  20. Sabino R, Burco J, Valente J, Verissimo C, Clemons KV, Stevens DA, et al. Molecular identification of clinical and environmental avian Aspergillus isolates. Arch Microbiol 2019; 201(2): 253-7.
  21. Balajee SA, Kano R, Baddley JW, Moser SA, Marr KA, Alexander BD, et al. Molecular identification of Aspergillus species collected for the Transplant-Associated Infection Surveillance Network. J Clin Microbiol 2009; 47(10): 3138-41.
  22. Fernandez M, Cattana M, Rojas F, Sosa ML, Aguirre C, Vergara M, et al. Aspergillus species in hospital environments with pediatric patients in critical condition. Rev Iberoam Micol 2014; 31(3): 176-81. [In Spanish].
  23. Bonnal C, Leleu C, Brugiere O, Chochillon C, Porcher R, Boelle PY, et al. Relationship between Fungal Colonisation of the Respiratory Tract in Lung Transplant Recipients and Fungal Contamination of the Hospital Environment. PLoS One 2015; 10(12): e0144044.
  24. Herman LG. Aspergillus in patient care areas. Ann N Y Acad Sci 1980; 353: 140-6.
  25. Raksha, Singh G, Urhekar AD. Virulence factors detection in aspergillus isolates from clinical and environmental samples. J Clin Diagn Res 2017; 11(7): DC13-DC18.
  26. Mezher MA, Ra oWaM, Bandar KI. Identification study some virulence factors of invasive mold infections isolated from patients undergoing chemotherapy in Tikrit teaching Hospital. Egypt Acad J Biol Sci, G Microbiol 2015; 7(1): 1-11.
  27. Birinci A, Bilgin K, Tanriverdi CY. Investigation of acid proteinase and phospholipase activity as virulence factors in clinical Aspergillus spp. isolates. Mikrobiyol Bul 2014; 48(3): 491-4. [In Turkish].
  28. Ghorbel D, Hadrich I, Neji S, Trabelsi H, Belaaj H, Sellami H, et al. Detection of virulence factors and antifungal susceptibility of human and avian Aspergillusflavus isolates. J Mycol Med 2019; 29(4): 292-302.
  29. Birch M, Denning DW, Robson GD. Comparison of extracellular phospholipase activities in clinical and environmental Aspergillus fumigatus isolates. Med Mycol 2004; 42(1): 81-6.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 38، شماره 603 - شماره پیاپی 603
بهمن و اسفند 1399
صفحه 929-935

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 06 دی 1399
  • تاریخ بازنگری: 07 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار