بررسی اثر ماده آلیسین و سینامون بر سودوموناس آئروژینوزا مقاوم به بتالاکتام تحت شرایط درشیشه و مطالعه بیوانفورماتیکی

سابقه و هدف: گسترش مقاومت های آنتی بیوتیکی به ویژه در باکتری های گرم منفی سبب شده است، استفاده از اثر ترکیبی آنتی بیوتیک ها و به دست آوردن ترکیب های گیاهی در درمان عفونت های ناشی از باکتری ها مورد توجه قرار گیرد. هدف از این مطالعه، بررسی اثر ماده موثره آلیسین و سینامون بر سودوموناس آئروژینوزا مقاوم به بتالاکتام می باشد. مواد و روش ها: ماده موثره گیاهی آلیسین و سینامون از شرکت سیگما خریداری شد. ۲۰ سویه بالینی سودوموناس آئروژینوزا تهیه شده از آزمایشگاه پاتوبیولوژی بیمارستان رازی شهر رشت، برای تایید گونه و خالص سازی باکتری، آزمایش های بیوشیمیایی شامل بررسی قابلیت تولید همولیزین، اکسیداز، کاتالاز، اوره آز، قابلیت رشد در دمای ۴۲ درجه سلسیوس، منظره رشد در محیط های مک کانکی آگار، آگار سه قند آهن و سولفید-ایندول–تحرک، منظره رشد در محیط آگار مولر هینتون و رنگ آمیزی گرم انجام شد. برای بررسی اثر ضدباکتریایی مواد موثره سینامون و آلیسین به ترتیب در غلظت های ۰.۵ و ۰.۰۰۴ میلی گرم در میلی لیتر، از آزمون آنتی بیوگرام و آزمون کمی حداقل غلظت بازدارنده به روش رقت های متوالی MIC و MBC استفاده شد و در نهایت قطر هاله های عدم رشد اطراف دیسک های آغشته به ماده موثره، اندازه گیری و ثبت گردید. در ادامه، آزمون بیوانفورماتیک، برای آماده سازی لیگاند و پروتئین، ساختار سه بعدی آلیسین و سینامون و پروتئین های هر دو به ترتیب از پایگاه های داده pubchem و rcbs به دست آمدند. سپس با استفاده از نرم افزار Discover Studio بارهای قابل چرخش و مرکز ثقل مولکول در تمامی باندها مشخص و داکینگ مولکولی برای پروتئین در ۲۰۰ مرتبه مستقل تکرار شد. در این مطالعه، از الگوریتم ژنتیک Lamarckian GA استفاده شد و اطلاعات به دست آمده تحلیل شدند. استخراج RNA، سنتز cDNA و RT-PCR برای تعیین اثر مواد موثره بر میزان بیان ژن blaIMP انجام شد. یافته ها: ۲۰ سویه باکتری مورد بررسی، براساس مرفولوژی کلنی، بوی کلنی، تشکیل رنگ دانه در آگار مولر هینتون، تولید همولیزین بر روی آگار خون دار، نتیجه رنگ آمیزی گرم (باسیل گرم منفی)، مثبت بودن آزمایش اکسیداز، رشد در دمای ۴۲ درجه سلسیوس بر روی آگار مغذی، مثبت بودن تست حرکت، عدم تخمیر قندها در محیط های مک کانکی آگار و TSI به عنوان سودوموناس تایید هویت شدند. میانگین قطر هاله عدم رشد در تست دیسک دیفیوژن باکتری سودوموناس آئروژینوزا در مداخله با mg.mL-۱ ۰.۰۰۴ آلیسین برابر با mm۱۶ و mg.mL-۱ ۰.۵ سینامون، برابر با mm ۱۷ بود. ماده موثر آلیسین در یک سویه، MIC ۰.۰۰۱ و mg.mL-۱ MBC ۰.۰۰۲ و در دیگر سویه ها MIC و MBC به ترتیب ۰.۰۰۲ و mg.mL-۱ ۰.۰۰۴ گزارش شد. ماده موثر سینامون در یک سویه، MIC ۰.۱۲۵ و MBC با mg.mL-۱ ۰.۲۵ و در سایر سویه ها، MIC برابر با ۰.۲۵ و مقدار mg.mL-۱ MBC ۰.۵ به دست آمد. نتایج حاصل از داکینگ مولکولی بین سینامون و پروتئین بتالاکتاماز، پایین ترین سطح حداقل انرژی آزاد اتصال (ΔG) را دارا می باشد (kcal.mol-۱  ۴.۸۳-) و در مقابل، انرژی اتصالی بین آلیسین و پروتئین بتالاکتاماز برابر با kcal.mol-۱۴.۲۴- است. با توجه به داده ها، می توان به این نتیجه رسید که ماده موثر سینامون بیشترین تاثیر را بر روی پروتئین بتالاکتاماز دارد و سینامون توانسته تاثیر مطلوبی بر روی تضعیف عملکرد و فعالیت پروتئین بتالاکتاماز بگذارد. اختلاف کم حداقل انرژی آزاد اتصال (ΔG) دو ماده موثر سینامون و آلیسین بر بتالاکتاماز، با برهم کنش داروی کنترل سولفونامید و بتالاکتاماز (kcal.mol-۱ ۵.۳۴-)، نشان می دهد که تاثیر و برهم کنش سینامون و آلیسین بر پروتئین بتالاکتاماز مثبت است. سینامون و آلیسین، هر دو کاهش بیان ژن blaIMP را در باکتری سودوموناس آئروژینوزا در غلظت subMIC منجر شدند. نتیجه گیری: امروزه یکی از مشکلات اصلی در رابطه با میکروارگانیسم های بیمار ی زا، افزایش مقاومت آنها نسبت به آنتی بیوتیک هاست. سویه های سودوموناس آئروژینوزای مقاوم به بتالاکتام تحت تیمار با سینامون و آلیسین کاهش بیان ژن مقاومت به بتالاکتام را نسبت به سویه تیمار نشده نشان می دهند و نتیجه اینکه تیمار با سینامون و آلیسین منجر به کاهش مقاومت به بتالاکتام می شود. پیشنهاد می گردد، دو ماده موثر سینامون و آلیسین، در کنار داروهای شیمیایی برای مبارزه با عفونت های ناشی از باکتری سودوموناس آئروژینوزا، بعد از انجام آزمایش های بالینی استاندارد استفاده شود.

کلیدواژه ها:

سودوموناس آئروژینوزا ، آلیسین ، سینامون ، بیان ژن ، داکینگ مولکولی ، RT-PCR