اوژنول: عامل کارآمد مهارکننده سیستم Quorum Sensing برای کاهش بیماری‌زایی سودوموناس آئروژینوزا

سودوموناس آئروژینوزا یک بیماری‌زای فرصت‌طلب انسانی است. این باکتری یکی از مهمترین عوامل عفونت‌های بیمارستانی در طیف وسیعی از بیماران دارای نقص سیستم ایمنی شامل افراد مبتلا به بدخیمی‌ها، مبتلایان به سیستیک فیبروز و سوختگی‌ها است. این باکتری دارای عوامل بیماری‌زایی متعددی است و به‌دلیل تولید بیوفیلم، مقاومت زیادی به بیشتر آنتی‌بیوتیک‌های متداول دارد. تولید بسیاری از عوامل بیماری‌زایی در این باکتری تحت کنترل سیستم quorum sensing (qs) است. سیستم qs یک هدف جذاب برای طراحی درمان‌های جدید است. اوژنول ماده اصلی تشکیل‌دهنده عصاره میخک (eugenia caryophylata) است. مطالعات پیشین اثرهای ضد باکتریایی آن را نشان داده‌اند. هدف از این مطالعه بررسی اثر ضد qs اوژنول بر تشکیل بیوفیلم و تولید عوامل بیماری‌زایی تنظیم شده با سیستم qs در سویه‌های سودوموناس آئروژینوزا بود. حداقل غلظت مهارکنندگی اوژنول (mic) برای دو سویه سودوموناس آئروژینوزا 27853 atcc و pao1 و سه جدایه بالینی تعیین شد. سپس اثر اوژنول بر تکثیر میکروبی با کنترل منحنی رشد انجام شد. تشکیل بیوفیلم و تولید اگزوپلی‌ساکارید، پیوسیانین و رامنولیپید، حرکت swarming، swimming و twitching پس از تیمار با اوژنول بررسی شد. کمترین غلظت مهارکننده اوژنول برای دو سویه سودوموناس آئروژینوزا 27853 atcc و pao1 به‌‌ترتیب (v/v) 0.3% و (v/v) 0.6% تعیین شد. غلظت‌های مختلف اوژنول (0.15≥%) به‌طور معنی‌داری منجر به کاهش تولید عوامل بیماری‌زا ازجمله تولید پیوسیانین و رامنولیپید شدند. همچنین تشکیل بیوفیلم، تولید اگزوپلی‌ساکارید و حرکت swarming، swimming و twitching پس از تیمار با اوژنول کاهش یافت. به این ترتیب، استفاده از اوژنول به‌عنوان یک عامل مهارکننده سیستم qs و ضد بیوفیلم می‌تواند راهکار درمانی موثری برای مقابله با عفونت‌های حاصل از سودوموناس آئروژینوزا باشد.

Eugenol: a potent quorum sensing inhibitor to restrict Pseudomonas aeruginosa pathogenicity

Bacterium Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen and one of the most important causes of nosocomial infections in a wide range of immunocompromised patients including those with malignancies, cystic fibrosis, and burns. This bacterium produces many virulence factors and is highly resistant to lots of common antibiotics due to its biofilm formation. The production of many virulence factors in this bacterium is under the control of quorum sensing systems (QS). The QS is an attractive target for the development of novel therapeutics. Eugenol is the major component of clove (Eugenia caryophylata) oil. The previous studies have shown its antibacterial activities. This study aimed to determine the in vitro antiQS activity of eugenol on QSregulatedbiofilm formation and virulence factors production in P. aeruginosa strains. The minimum inhibitory concentration (MIC) of eugenol was determined against two strains of this bacterium ATCC 27853 and PAO1, and three clinical isolates. Then the effect of eugenol on bacterial proliferation was determined by monitoring the growth curve. The biofilm formation, the production of exopolysaccharide (EPS), pyocyanins, rhamnolipids, the motility of swimming, swarming, and twitching were evaluated after the eugenol treatment. The MICs against two strains of the bacterium ATCC 27853 and PAO1 were obtained 0.3% and 0.6% (v/v), respectively. Different concentrations of eugenol (≤0.15%) significantly reduced the production of virulence factors including pyocyanin and rhamnolipid. The biofilm formation, EPS production, and swarming, swimming, and twitching motility were also reduced after the eugenol treatment. In general, according to the results of this study, the use of eugenol, as a potent QS inhibitor and antibiofilm agent, could be an effective therapeutic strategy against P. aeruginosa infections.