تاثیر ذرات نانواکسیدروی بر بیان ژن‌های دخیل در تولید بیوفیلم سودوموناس آئروژینوزا جدا شده از بیماران مبتلا به سیستیک فیبروزیس

زمینه و هدف: سودوموناس آئروژینوزا (pseudomonas aeruginosa) یک پاتوژن فرصت‌طلب گرم منفی است که اغلب در بیماران مبتلا به فیبروز کیستیک، زخم‌های سوختگی، نقص ایمنی، اختلال انسداد مزمن ریوی یافت می‌شود. علاوه بر این، سودوموناس آئروژینوزا همچنین یکی از مهمترین پاتوژن‌های مسبب عفونت‌های بیمارستانی اطلاق می‎‌شود که به‌طور گسترده در دستگاه‌های پزشکی(تهویه) یافت می‌شود؛ زیرا تمایل به رشد روی سطوح مرطوب دارند. با توجه به اهمیت درمان سیستیک‌فیبروزیس و توانایی تشکیل بیوفیلم توسط سودوموناس آئروژینوزا، این مطالعه به بررسی اثر نانوذره اکسیدروی بر بیان ژن‌های دخیل در تولید بیوفیلم سودوموناس آئروژینوزا در بیماران مبتلا به سیستیک‌فیبروزیس می‌‌پردازد.روش بررسی: نمونه‌های خلط و گلو از 150 بیمار مبتلا به سیستیک‌فیبروزیس تهیه و برای جداسازی سودوموناس آئروژینوزا در محیط کشت مکانکی آگار کشت داده شد و تست‌های تشخیصی و افتراقی برای شناسایی کلنی‌ها صورت گرفت. تست‌های حساسیت آنتی‌بیوتیکی بر روی جدایه‌های مثبت با استفاده از روش دیسک دیفیوژن(کربی- بائر) انجام شد.  نانوذره اکسیدروی باتوجه به دستورالعمل ساخت نانوذره ساخته شد و با میکروسکوپ sem ارزیابی گردید. سویه‌های مقاوم به چند آنتی‌بیوتیک با 16 میکروگرم بر میلی‌لیتر نانوذره اکسیدروی 2 نانومتری تلقیح شدند و هاله مهاری سنجیده شد. بررسی اثر نانوذره بر کاهش بیان ژن‌های gaca، rets، lasr و rhlr با استفاده از روش real-time pcr سنجیده شد.یافته‌ها: از مجموع 150 نمونه دریافتی، 73 (48/66%) مورد از جدایه‌ها به‌عنوان سودوموناس آئروژینوزا شناخته شدند. نتایج مقاومت آنتی‌بیوتیکی نشان داد که تمام جدایه‌های سودوموناس آئروژینوزا به آنتی‌بیوتیک‌های انتخابی مقاوم بودند. نتایج ارزیابی نانوذره با میکروسکوپ sem نشان داد که نانوذره سنتز شده میانگین اندازه حدود 0/44±4 نانومتردارد. نتایج تست real-time pcr نشان‌دهنده‌ی کاهش بیان ژن‌های gaca، rets، lasr و rhlr در حضور نانوذره اکسیدروی درسویه‌های سودوموناس آئروژینوزا بود. بیشترین اثر کاهشی بر سطح بیان ژن rhlr و کمترین بر سطح بیان ژن rets مشاهده گردید.نتیجه‌گیری: استفاده از نانوذره اکسیدروی می‌تواند سبب حذف عفونت سودوموناس آئروژینوزا از طریق  کاهش بیان ژن‌های مورد مطالعه و ممانعت از تشکیل بیوفیلم شود و نتیجه‌ی درمانی بهتری را برای بیماران سیستیک‌فیبروزیس مبتلا به عفونت ریه ارایه دهد.

the effect of zinc oxide nanoparticles on the expression of genes involved in the production of pseudomonas aeruginosa biofilm isolated from cystic fibrosis patients

background and aim: pseudomonas aeruginosa is a gram-negative opportunistic pathogen that is often found in patients with cystic fibrosis, burn wounds, immunodeficiency, and chronic obstructive pulmonary disorder. in addition, p. aeruginosa is also considered one of the most important pathogens causing hospital infections, widely found in medical devices (ventilation), because they tend to grow on moist surfaces. considering the importance of cystic fibrosis treatment and the ability of p. aeruginosa to form biofilms, this study examines the effect of nano zinc oxide particle on the expression of genes associated in biofilm formation in isolated p. aeruginosa from cystic fibrosis patients.materials and methods: sputum and throat samples from 150 patients with cystic fibrosis were cultured on macconkey agar culture medium. after an overnight incubation, the grown colonies were determined and confirmed by biochemical tests. an antibiotic sensitivity test by disk diffusion method (kirby –bauer) were used to determine the antibiotic susceptibility pattern. zinc nanoparticles were synthesized following established protocols and evaluated using scanning electron microscopy (sem). the multi-antibiotic-resistant strains were inoculated with 16 µg/ml of 2 nm zno nanoparticles and inhibition zone were meseared. the impact of these nanoparticles on the expression levels of gas, rets, lasr, and rhlr genes was assessed using real-time pcr. the relative gene expression level was determined using the gene expression method: (δδct-2).results: of the total 150 samples, 73 (48.66%) isolates were identified as p. aeruginosa. all p. aeruginosa isolates were resistant to selected antibiotics. sem evaluation indicated that the synthesized nanoparticles had an average size of approximately 4 ± 0.44 nm. the results from the real-time pcr tests showed a decrease in the expression of the gaca, rets, lasr, and rhlr genes in the presence of the zinc nanoparticles in p. aeruginosa strains. the most significant reduction in gene expression was observed for the rhlr gene, whereas the least reduction was noted for the rets gene.conclusion: the use of nano zinc oxide can eliminate pseudomonas aeruginosa infection by preventing biofilm formation and providing better treatment results for cystic fibrosis patients with lung infection.