بازسازی شبکه هم‌بیانی ژن ampc به‌عنوان عامل اصلی مقاومت باکتری سودوموناس (pseudomonas aeruginosa) به آنتی‌بیوتیک جدید ceftolozane/tazobactam

Pseudomonas aeruginosa یک باکتری میله‌ای گرم‌منفی و هوازی است که باعث عفونت در دستگاه ادراری، سیستم تنفسی، غشای میانی پوست، بافت‌های نرم، باکتریمی و غیره می‌شود. سفتولوزان- تازوباکتام (c/t) یک آنتی‌بیوتیک موثر در کنترل این باکتری می‌باشد. اما اخیراً گزارش‌هایی مبنی بر ظهور سویه‌های مقاوم نسبت به این آنتی‌بیوتیک چالشی جدی را در راه مبارزه با عفونت‌های ناشی از p. aeruginosa ایجاد کرده است. ژن ampc یکی از ژن‌های اصلی سنتز بتالاکتاماز می‌باشد. مطالعات نشان داده سفتولوزان-تازوباکتام نفوذپذیری غشای خارجی بهتر و پایداری بیشتری در برابر ampc  بتالاکتاماز کروموزومی نسبت به سایر آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام دارد. با توجه به اهمیت ژن ampc در فرایند مقاومت باکتری p. aeruginosa به آنتی‌بیوتیک ترکیبی سفتولوزان- تازوباکتام شبکه هم‌بیانی ژن ampc بازسازی شده و فرایند بروز مقاومت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تعداد 31 ژن در فرایند بتالاکتامازی در باکتری p. aeruginosa با ژن ampc همبستگی نشان دادند. آنالیزهای توپولوژی شبکه نشان داد به‌ترتیب پنج ژن ampc، ampd، poxb، ampr و nagz بالاترین اهمیت را در شبکه دارا می‌باشند. ژن ampc با 16 ارتباط، بالاترین تعداد ارتباط مستقیم با سایر ژن‌های موجود در شبکه را دارا بود. تعداد هشت فرایند سلولی بالاترین تعداد نماینده را در میان ژن‌ها دارا بودند. بر اساس آنالیز آماری فرایندهای سلولی معنادار در میان ژن‌های مورد مطالعه، به نظر می‌رسد ارتباط مستقیمی بین متابولیسم پیروات و مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام وجود داشته باشد. نتایج نشان داد ژن اصلی مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک سفتولوزان-تازوباکتام ampc می‌باشد. علی‌رغم اینکه مطالعات نشان داده دو ژن  poxa و poxb تاثیر قابل توجهی در مقاومت باکتری p. aeruginosa ندارند. اهمیت این دو ژن در شبکه بازسازی شده تاکید می‌کند که مطالعات بیشتری بر روی آنها صورت گیرد.

reconstruction of co-expression network of ampc gene as the main factor of pseudomonas aeruginosa resistance to the new antibiotic ceftolozane/tazobactam

pseudomonas aeruginosa is a rod-shaped gram-negative and strict aerobic bacterium that can causes infection in the urinary system, respiratory system, middle membrane of the skin, soft tissues, bacteremia, etc. ceftolozan-tazobactam (c/t) is an effective antibiotic in controlling of this bacterium. but recently, reports of the emergence of resistant strains have created a serious challenge in the fight against infections caused by p. aeruginosa. ampc is one of the main genes for β-lactamase synthesis. studies have shown that ceftolozane-tazobactam has better outer membrane permeability and improved stability against chromosomal ampc β-lactamase than do other β-lactam antibiotics. considering the importance of ampc in the process of p. aeruginosa resistance to the ceftolozane-tazobactam antibiotic, the co-expression network of ampc was reconstructed and the resistance emerging process was analyzed. 31 genes in the beta-lactamase process in p. aeruginosa showed correlation with ampc. network topology analyzes showed that five genes ampc, ampd, poxb, ampr and nagz have the highest importance in the network. ampc gene had the highest number of direct connections with other genes in the network with 16 connections. eight pathways had the highest number of representatives among genes. based on the statistical analysis of the significant pathways among the studied genes, it seems there is a direct relationship between pyruvate metabolism and resistance to β-lactam antibiotics. results showed ampc is the main gene for resistance to ceftolozane-tazobactam. although studies have shown that poxa and poxb genes do not have a significant effect on p. aeruginosa resistance to the antibiotics, the importance of these two genes in the reconstructed network emphasizes that more studies should be conducted on them.