بررسی اثر آنتی‌باکتریال نانوذرات نقره علیه جدایه های اشرشیاکلی تولیدکننده بتالاکتامازهای وسیع الطیف جدا شده از عفونت‌های ادراری

نویسندگان
الهه یزدی 1
تینا دادگر 1
حمیدرضا پردلی 1
فاطمه شاکری 2
1 گروه زیست شناسی، واحد گرگان ، دانشگاه آزاد اسلامی ، گرگان، ایران
2 گروه زیست شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گرگان، گرگان، ایران
چکیده
مقدمه

با توجه به رشد مقاومت‌های آنتی‌بیوتیکی و بررسی راه‌های جدید در نانوبیوتکنولوژی، این مطالعه به بررسی اثر درمانی نانوذرات نقره روی باکتری E.coli برای کنترل و یافتن درمان جدید علیه جدایه‌های مولد ESBL اشرشیاکلی می‌پردازد.

مواد و روش­ها

بر روی 100 نمونه اشرشیاکلی، مقاومت آنتی‌بیوتیکی با روش دیسک برای 3 آنتی‌بیوتیک سفالوسپورین نسل سوم و پس از آن برای جدایه‌های مقاوم تست تاییدی انجام شد. تاثیر نانوذره نقره روی ایزوله‌های ESBL با روش انتشار چاهک و در ادامه MIC و MBC نیز انجام شد. جهت آنالیز و بررسی نتایج، از نرم‌افزار spss16 و در تمامی موارد 05 /0 >p معنی‌دار در نظر گرفته شد.

یافته­ها

میزان مقاومت به سفالوسپورین نسل سوم به ترتیب 45% ، 20% و 44% بود، تست تاییدی در حضور کلاونیک اسید نشان داد که 5/85 درصد نمونه‌ها ESBL می‌باشند و بیشترین اثر مهارکنندگی نانوذره نقره به روش انتشار چاهک در غلظت‌های ppm 4000، 2000، 1000 بود. بیشترین MIC به دست آمده متعلق به غلظت ppm 62/15 و کمترین ppm 8/7 بود. در تعیین MBC در ایزوله‌ها بیشترین و کمترین غلظت که اثر کشندگی داشت به ترتیب، ppm 5/62 و ppm 8/7 بود.

نتیجه­گیری

حداقل غلظتی از نانوذره نقره برای از بین بردن باکتری اشرشیاکلی ppm 8/7 است. بنابراین محلول کلوئیدی نانو ذره نقره فعالیت ضد باکتریایی بسیار خوبی را در غلظت‌های پایین از خود نشان می‌دهد و به عنوان بیوسید مناسب پیشنهاد می‌شود.
کلیدواژه‌ها
اشرشیاکلی
نانوذره نقره
آنتی‌باکتریال
عفونت ادراری

عنوان مقاله English

Evaluation of antibacterial effect of silver nanoparticles against Escherichia coli isolates producing broad-spectrum beta-lactamases isolated from urinary tract infections

نویسندگان English

Elahe Yazdi 1
Teena Dadgar 1
HamidReza pordeli 1
Fatemeh Shakeri 2
1 Department of biology, Gorgan branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran
2 Department of Microbiology, Gorgan university of Medical science, Gorgan, Iran
چکیده English

Introduction

Considering the growth of antibiotic resistance and the study of new ways in Nanobiotechnology, this study examines the therapeutic effect of silver nanoparticles on E.coli bacteria to control and find new treatments against ESBL isolates of Escherichia coli.

Materials and Methods

For 100 samples of Escherichia coli, antibiotic resistance was determined by disc method for 3rd generation cephalosporin antibiotics and then for DDT confirmatory isolates. The effect of silver nanoparticles on ESBL isolates by well diffusion method and further on MIC and MBC was also done. SPSS software was used to analyze and evaluate the results and in all cases p <0.05 was considered significant

Results

The rate of resistance to 3 antibiotics of the third generation cephalosporin in this study was 45%, 20%, and 44%, respectively. A confirmation test in the presence of Clavulanic acid showed that 85.5% of the samples were an ESBL and the most inhibitory effect of silver nanoparticles was obtained by diffusion method at concentrations of 4000 ppm, 2000, 1000. The highest MIC values belonged to the concentration of 15.62 ppm and the lowest MIC concentration was 7.8 ppm. In determining MBC in isolates, the highest and lowest concentrations with a fatal effect were 62.5 ppm and 7.8 ppm, respectively. Conclusion

The minimum concentration of nanosilver is 7.8 ppm and MBC obtained to eliminate E.coli 7.8 ppm. Therefore, the colloid silver nanoparticle solution exhibits an excellent antibacterial activity at low concentrations.

کلیدواژه‌ها English

Escherichia coli
Silver nanoparticles
antibacterial
Urinary tract infections
ESBL
1. Franiczek R, Ddolna I, Krzyzanowska B, Szufarowski K, kowalska-krochmal B. Conjugative Transfer of Multiresistance Plasmids from ESBL positive Escherichia coli and Klebsiella spp. Clinical Isolates to Escherichia coli Strain K12 C600. Adv Clin Exp Med. 2007; 16(2): 239-247.
2. Takenaka S, Karg E, Roth C, Schulz H, Ziesenis A, Heinzmann U, et al. Pulmonary and systemic distribution of inhaled ultrafine silver particles in rats. Environ Health Perspect. 2001; 109(4):547-551.
3. Ali AS, Townes CL, Hall J, Picard RS. Maintaining a sterile urinary tract: the role of antimicrobial peptides. J Urol. 2009; 182(1):21-28.
4. Jasmine B, Lee L, Guy H. Neild. Obstruction and infection Urinary tract infection. Medicine. 2007; 35(8): 423-428.
5. Jawets E, Melnick GL, Adelbereg EA. In: medical microbiology.25th edition, Appleton @Longe,CA. USA.2010;15:265-282.
6. Guilfoile P. 2006. Antibiotic resistant bacteria. Northborough (MA): Chelsea House Publishers; 2006; 22-100.
7. Zhou W, Ma Y, Yang H, Ding Y, Luo X. A label-free biosensor based on silver nanoparticles array for clinical detection of serum p53 in head and neck squamous cell carcinoma. Int. J. Naomedicine. 2011; 6: 381-386.
8. Bhattacharjee A, Ranjan Sen M, Anupurba Sh, Prakash P, Nath G. Detevtion of OXA-2 group extended-spectrumb-lactamase- producing clinical isolates of Escherichia coli from India. J. Antimicrob Chemother. 2007; 60(3):703-704
9. Kreyling WG, Semmler M, Chaudhry Q. A complementary definition of nanomaterial. Nano Today. 2010; 5(3): 165-168.
10. Lee KJ, Dnallathamby P, XU XN. In Vivo Imaging of Transport and Biocompatibility of Single Silver Nanoparticles in Early Development of Zebrafish Embryos. ACS Nano, 2007; (2): 133-143.
11. Shahverdi R, Fakhimi A, Shahverdi HR. Synthesis and effect of silver nanoparticles on the antibacterial activity of different antibiotics against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Nanomed: Nanotechnol. 2007; (3): 168–171.
12. Lagarón JM, Cabedo L, Cava D, Feijoo JL, Gavara R, Gimenez E. Improving packaged food quality and safety. Part 2: nanocomposites. Food Addit Contam. 2005; 22(10): 994-998.
13. Bali EB, Acik L, Sultan N. Phenotypic and molecular characterization of SHV, TEM, CTX-M and extended-spectrum beta-lactamase produced by Escherichia coli, Acinobacter baumannii beta – lactamase produced by Escherichia coli, Acinobacter baumannii and Klebsiella isolates in a Turkish hospital. Afr J Microbiol Res. 2010; 4(8): 650-654.
14. Clinicaland Laboratory Standards Institute. Performance stan-dards for antimicrobial susceptibility testing; 25th informational supple-ment. CLSI document M100-S25. Clinical and Laboratory Standards In-stitute, Wayne, PA, 2015.
15. Shayanfar N, Rezaei M, Ahmadi M, Ehsanipour F. Evaluation of extended spectrum beta lactamase (ESBL) positive strains of Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli in bacterial cultures. Iran. J. Pathol. 2010; 5(1): 34-39.
16. Barbosa- Cesnik C, Brown MB , Buxton M, Zhang L, DeBusscher J , Foxman B . Cranberry juice fails to prevent recurrent urinary tract infection: results from a randomized placebo-controlled trial. Clin Infect Dis. 2011; 52(1): 23-30.
17. Theivasanthi T, Algar M. Anti-Bacterial Studies of Silver Nanoparticles.arXiv2011, arXiv:1101.0348.
18. Todar, K. "Pathogenic E. coli". Online Textbook of Bacteriology. University of Wisconsin–Madison Department of Bacteriology. http://www.textbookofbacteriology.net/e.coli.html. Retrieved 2007-11-30.
19. Mirsalehian A, Akbari- Nakhjavani F, Peymani A, Kazemi B, Jabal Ameli F, Mirafshar SM. Prevalence of Extended Spectrum β-Lactamase- Producing Enterobacteriaceae by Phenotypic and Genotypic and Genotypic Methods in Intensive Care Units in Tehran, Iran. DARU. 2008; 16(3):169-173.
20. Behrooozi A, Rahbar M, Yousefi J V. Frequency of extended spectrum beta -lactamase (ESBLs) producing Escherichia coli and klebseilla pneumonia isolated from urine an Iranian 1000-bed tertiary care hospital. Afr J Microbiol Res. 2010; 4(9): 881-884
21. Parveen RM, Acharya NS, Dhodapkar R, Harish BN, Parija SC. Molecular epidemiology of Multidrug resistant Extended-Spectrum β-Lactamase Producing Klebsiellapneumoniae outbreak in a neonatal intensive care unit. Int J Collab Res Intern Med Public Health. 2010; (2):226–33.