سنجش میزان بیان ژن‌های mecA و blaZ در سویه‌های Staphylococcus Aureus مقاوم به متی‌سیلین و تعیین ارتباط الگوی بیان ژنی آن‌ها

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 گروه میکروب‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی زاهدان، زاهدان، ایران

2 گروه میکروب‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران

3 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه میکروب‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران

4 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه میکروب‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران

5 استاد، مرکز تحقیقات بروسلوز، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران

6 دانشیار، گروه میکروب‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران

چکیده

مقدمه: مقاومت به بتالاکتام‌ها، از مهم‌ترین ویژگی‌های Staphylococcus aureus (S. aureus) به شمار می‌رود. این احتمال وجود دارد که میزان مقاومت در سویه‌های مقاوم و بیان ژن‌های عامل مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتامی، در S. aureus متفاوت باشد. از این رو، هدف از انجام مطالعه‌ی حاضر، تعیین میزان بیان ژن‌های mecA و blaZ در سویه‌های S. aureus مقاوم به متی‌سیلین و تعیین ارتباط الگوی بیان ژنی بود.روش‌ها: در این مطالعه‌ی تجربی- تحلیلی، 120 ایزوله‌ی بالینی S. aureus مقاوم به متی‌سیلین با آزمایش‌های فنوتیپی از نمونه‌های بالینی مختلف، جداسازی شد. جهت بررسی کیفی ژن‌های mecA و blaZ در ایزوله‌های مقاوم، از روش Polymerase chain reaction (PCR) استفاده گردید. همچنین، جهت سنجش کمی ژن‌ها، از روش Real-time PCR مبتنی بر سایبرگرین 1 استفاده شد. به منظور آنالیز داده‌های به دست آمده، از نرم‌افزارهای RG-REST و SPSS استفاده شد.یافته‌ها: در این مطالعه، از مجموع 120 ایزوله‌ی S. aureus مقاوم به متی‌سیلین، 105 ایزوله (5/87 درصد) دارای ژن blaZ بودند. در این بین، متنوع‌ترین تغییرات بیان ژنی مربوط به نمونه‌های خون و ادرار بود؛ به طوری که افزایش بیان در نمونه‌های خون و زخم و ادرار به میزان چشم‌گیری بیشتر از سایر نمونه‌های بالینی بود. همچنین، بین میزان بیان ژن mecA و blaZ در ایزوله‌های بالینی S. aureus و نمونه‌های بالینی مختلف، ارتباط معنی‌داری مشاهده شد.نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این پژوهش، مؤید عدم استفاده از دزهای مشابه آنتی‌بیوتیک در درمان عفونت‌های ناشی از S. aureus در بخش‌های مختلف است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Study of blaZ and mecA Gene Expression in Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus Strains and the Relationship between the Gene Expression Patterns

نویسندگان [English]

  • Hamed Tahmasebi 1
  • Behruz Zeiyni 2
  • Sanaz Dehbashi 3
  • Hamid Motamedi 4
  • Mahsa Vafaeifar 4
  • Fariba Keramat 5
  • Mohammad Reza Arabestani 6
1 Department of Microbiology, School of Medicine, Zahedan University of Medical Sciences, Zahedan, Iran
2 Department of Microbiology, School of Medicine, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
3 PhD Student, Department of Microbiology, School of Medicine, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
4 MSc Student, Department of Microbiology, School of Medicine, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
5 Professor, Brucellosis Research Centers, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
6 Associate Professor, Department of Microbiology, School of Medicine, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
چکیده [English]

Background: Resistance to beta-lactams is the most important feature in Staphylococcus aureus (S. aureus). There is a possibility that the amount of resistance and beta-lactam antibiotic resistance gene expression are different in Staphylococcus resistant strains. The aim of this study was to determine the expression of mecA and blaZ genes in methicillin-resistant S. aureus and the relationship between gene expression patters.Methods: In this experimental-analysis study, 120 clinical isolates of methicillin-resistant S. aureus were isolated from different clinical samples using phenotypic tests. To study the quality of the mecA and blaZ genes in resistant isolates, polymerase chain reaction (PCR) was used. In addition, the quantity of genes, SYBR-Green-1-based real-time PCR was applied. REST 2008 and SPSS software were used to analyze the data.Findings: Out of 120 isolates of methicillin-resistant S. aureus, 105 isolates (87.5%) had blaZ gene. The most diverse gene expression changes in sample type were seen in blood and urine samples. So, the expression on the wound and urine clinical samples was dramatically more than the other sites. In addition, significant relationship was observed between the blaZ and mecA gene expression and the kind of clinical samples.Conclusion: The results of this study suggested that different doses of antibiotics should be used to treat staphylococcal infections in different organs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gene Expression
  • Beta-lactams
  • Antibiotic Resistance
  • Methicillin-resistant
  • Staphylococcus aureus

مراجع

  1. Becker K, Heilmann C, Peters G. Coagulase-negative staphylococci. Clin Microbiol Rev 2014; 27(4): 870-926.
  2. Olsen JE, Christensen H, Aarestrup FM. Diversity and evolution of blaZ from Staphylococcus aureus and coagulase-negative staphylococci. J Antimicrob Chemother 2006; 57(3): 450-60.
  3. Klingenberg C, Aarag E, Ronnestad A, Sollid JE, Abrahamsen TG, Kjeldsen G, et al. Coagulase-negative staphylococcal sepsis in neonates. Association between antibiotic resistance, biofilm formation and the host inflammatory response. Pediatr Infect Dis J 2005; 24(9): 817-22.
  4. Raei F, Eftekhar F. Studying the presence of blaZ gene and b-lactamase production in clinical isolates of Staphylococcus epidermidis. Iran J Med Microbiol. 2008; 2 (2) :35-41. [In Persian].
  5. Martins A, Riboli DFM, Camargo CH, Pereira VC, de Almeida Sampaio R, de Souza da Cunha MLR. Antimicrobial resistance and persistence of Staphylococcus epidermidis clones in a Brazilian university hospital. Diagn Microbiol Infect Dis 2013; 77(2): 164-8.
  6. Khazaei S, Pourtahmaseby P, Kanani M, Madani SH, Malekianzadeh E. Staphylococcus aureus resistance to vancomycin: a six years survey, (2006-2012). Med J Tabriz Univ Med Sci 2014; 35(2): 40-5. [In Persian].
  7. Taylor AR. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus infections. Prim Care 2013; 40(3): 637-54.
  8. Sahebnasagh R, Saderi H, Owlia P. the prevalence of resistance to methicillin in Staphylococcus aureus strains isolated from patients by PCR method for detection of mecA and nuc genes. Iran J Public Health 2014; 43(1): 84-92.
  9. Loncaric I, Kubber-Heiss A, Posautz A, Stalder GL, Hoffmann D, Rosengarten R, et al. mecC- and mecA-positive meticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) isolated from livestock sharing habitat with wildlife previously tested positive for mecC-positive MRSA. Vet Dermatol 2014; 25(2): 147-8.
  10. Pereira LA, Harnett GB, Hodge MM, Cattell JA, Speers DJ. Real-time PCR assay for detection of blaZ genes in Staphylococcus aureus clinical isolates. J Clin Microbiol 2014; 52(4): 1259-61.
  11. Xu Z, Mkrtchyan HV, Cutler RR. Antibiotic resistance and mecA characterization of coagulase-negative staphylococci isolated from three hotels in London, UK. Front Microbiol 2015; 6: 947.
  12. Tahmasebi H, Bokaeian M, Adabi J. Coagulase-negative, beta-lactam, antibiotic resistance, methicillin resistance. J Jahrom Univ Med Sci 2016; 14(1): 55-63.
  13. Fazzeli H, Arabestani MR, Esfahani BN, Khorvash F, Pourshafie MR, Moghim S, et al. Development of PCR-based method for detection of Enterobacteriaceae in septicemia. J Res Med Sci 2012; 17(7): 671-5.
  14. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twenty-Fifth Informational Supplement. CLSI document M100-S25. Wayne, PA: CLSI; 2015.
  15. Ares M. Bacterial RNA isolation. Cold Spring Harb Protoc 2012; 2012(9): 1024-7.
  16. Chan WS, Chan TM, Lai TW, Chan JF, Lai RW, Lai CK, et al. Complementary use of MALDI-TOF MS and real-time PCR-melt curve analysis for rapid identification of methicillin-resistant staphylococci and VRE. J Antimicrob Chemother 2015; 70(2): 441-7.
  17. Robles BF, Nobrega DB, Guimarães FF, Wanderley GG, Langoni H. Beta-lactamase detection in Staphylococcus aureus and coagulase-negative Staphylococcus isolated from bovine mastitis. Pesqui Vet Bras 2014; 34: 325-8.
  18. Pfaffl MW. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR. Nucleic Acids Res 2001; 29(9): e45.
  19. Arede P, Ministro J, Oliveira DC. Redefining the role of the beta-lactamase locus in methicillin-resistant Staphylococcus aureus: beta-lactamase regulators disrupt the MecI-mediated strong repression on mecA and optimize the phenotypic expression of resistance in strains with constitutive mecA expression. Antimicrob Agents Chemother 2013; 57(7): 3037-45.
  20. Arede P, Oliveira DC. Proteolysis of mecA repressor is essential for expression of methicillin resistance by Staphylococcus aureus. Antimicrob Agents Chemother 2013; 57(4): 2001-2.
  21. Pence MA, Haste NM, Meharena HS, Olson J, Gallo
  22. RL, Nizet V, et al. Beta-Lactamase Repressor BlaI Modulates Staphylococcus aureus Cathelicidin Antimicrobial Peptide Resistance and Virulence. PLoS One 2015; 10(8): e0136605.
  23. Lim TT, Coombs GW, Grubb WB. Genetic organization of mecA and mecA-regulatory genes in epidemic methicillin-resistant Staphylococcus aureus from Australia and England. J Antimicrob Chemother 2002; 50(6): 819-24.
  24. Uliczka F, Pisano F, Kochut A, Opitz W, Herbst K, Stolz T, et al. Monitoring of gene expression in bacteria during infections using an adaptable set of bioluminescent, fluorescent and colorigenic fusion vectors. PLoS One 2011; 6(6): e20425.
  25. Bowers LM, Lapoint K, Anthony L, Pluciennik A, Filutowicz M. Bacterial expression system with tightly regulated gene expression and plasmid copy number. Gene 2004; 340(1): 11-8.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 35، شماره 443 - شماره پیاپی 443
مهر و آبان 1396
صفحه 1062-1067

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 04 تیر 1396
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار