اسم الباحث : زينه حيدرعباس
اسم المشرف : م.د. عزيزياسرحسن العذاري
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية العلوم
الاختصاص : علوم الحياة
سنة نشر البحث : 2024
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
الخلاصة
تُعدُّ إصابات الأذن مشكلة سريرية شائعة في جميع أنحاء العالم إذ تفضي احيانًا إلى فقدان السمع في الأشخاص المعرضين لهذه الإصابات. تمَّ جمع 110 مسحة من المرضى المصابين بالتهابات الأذن في استشارية الأنف والأذن والحنجرة في مدينة الإمام الحسين الطبية والعيادات الخاصة في مناطق مختلفة من محافظة كربلاء المقدسة وتراوحت أعمارهم بين (1-75) سنة للفترة من آب 2023 إلى تشرين الأول 2023. بعد زراعة العينات، وقد كشفت نتائج زرع العينات أن 97 (%88. 18) عزلة أظهرت نموًا ميكروبيًا، منها 85 (87.63%) عزلة اظهرت نموًا بكتيريًا و 12 (12.37 %( عزلة اظهرت نموًا فطريًا، إذ اقتصرت الأخيرة على عزلتين (16.67%) من عفن Aspergillus spp. و 10 ( 83.33% ) عزلات تعود لخميرة .Candida spp .
من أجمالي العزلات البكتيرية، كانت البكتيريا السالبة لصبغة كرام أكثر شيوعًا من البكتيريا الموجبة لهذه الصبغة إذ بلغت 67 (78.82%) عزلة تضمنت 35 (41.18%) عزلة تعود لجنس .Pseudomonas spp، في حين شملت الأجناس الأخرى والتابعة إلى العزلات السالبة لصبغة كرام بكتيريا Escherichia spp. ، Klebsiella spp. ،spp. Proteus وBurkholderia spp. وبواقع 11 (%12.94) ،10 (11.76%) ،%8.24) 7 ) و 2 (2.35%( عزلة على التوالي، وكانت أقل نسبة عائدة لبكتيريا Bordetella spp. و Stenotrophomonas spp.بواقع عزلة واحدة (%1.18) لكل جنس بكتيري ،أما العزلات البكتيرية الموجبة لصبغة كرام فقد تضمنت 18 (21.18%) عزلة تعود لجنس Staphylococcus spp. .
تم تشخيص ثلاثة أنواع بكتيرية في هذه الدراسة باستخدام نظام Vitek 2 وهي بكتيريا Pseudomonas aeruginosa، Pseudomonas putida و Pseudomonas fluorescens وبواقع 30 (35.29%)،3 (3.53 %) و2 (2.35%) عزلة على التوالي. وأكدت نتائج التشخيص الجزيئي بتفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) باستخدام جين الرنا الرايبوسومي 16s rRNA أن جميع عزلات P. aeruginosaتحمل هذا الجين الثابت وراثيًا. توصلت هذه الدراسة إلى أن بكتيريا aeruginosa P. هي النوع الأكثر شيوعًا بين الأحياء المجهرية المسببة لإصابات الأذن في العينات قيد الدراسة.
استخدم نظام Vitek 2 compact system لتحديد حساسية عزلات بكتيريا P.aeruginosa تجاه 12 مضاد حيوي، من أجمالي 30 عزلة من بكتيريا P. aeruginosa، كانت 96.67% من العزلات مقاومة لمضادي Ticarcillin وTicarcillin /clavulanic acid. بالإضافة إلى ذلك، كانت 93.33% من العزلات مقاومة لكل من Piperacillin، Ceftazidimeو Cefepime. وكذلك أظهرت النتائج 90% من العزلات مقاومة تجاه Gentamicin و Imipenem.وفي الوقت ذاته كان 86.67% من العزلات البكتيرية كانت مقاومة لكل من المضادين Tobramycin، Ciprofloxacinو Meropenem.علاوة على ذلك، أظهرت البكتيريا مقاومة للمضادات Amikacinو Colistin بنسبة (80 و20 ) % على التوالي.
بعد التحري عن بعض عوامل الضراوة لعزلات بكتيريا P. aeruginosa ، أظهرت النتائج أن 24 (80%) عزلة أنتجت البايوسيانين، 23 (76.67%) عزلة منتجة للبروتييز و20 (66.67%) عزلة ذات إنتاج للهيمولايسن، كما كشفت الدراسة أن كلَّ عزلة من عزلات P. aeruginosa التي تمَّ اختبارها لديها القدرة على إنتاج الأغشية الحيوية باستخدام الطريقتين النوعية والكمية ، في الكشف النوعي، تم تحديد 6 (20%) عزلات كانت قوية الإنتاج ،وأخرى متوسطة بواقع 8 (%26.67) عزلات و 16 (53.33%) عزلة ضعيفة الإنتاج ، وبينت نتائج الاختبار الكمي أن جميع عزلات بكتيريا P. aeruginosa قادرة على إنتاج الأغشية الحيوية. من بين هذه العزلات، كانت 12 (40%)عزلة ذات إنتاج قوي للاغشية الحيوية وأخرى متوسطة الإنتاج بواقع 15 (50%) عزلة، بينما كانت 3 (10%) عزلات ضعيفة الإنتاج بالإضافة إلى الفحص المظهري لإنتاج الأغشية الحيوية، أظهرت الكشوفات الجزيئية باستخدام تفاعل البلمرة المتسلسل أن 7 (23.33%) و15 (50%) عزلة كانت تحمل جينات تكوين الأغشية الحيوية pslA وpsID على التوالي.
من ناحية أخرى، أظهر الكشف الجزيئي أن جميع عزلات هذه البكتيريا الثلاثين (100%) تحتوي على كلَّ من جين ndvB و tssC1 التي تشارك في مقاومة المضادات الحيوية الخاصة بالأغشية الحيوية. بسبب ارتباط تطويرالأغشية الحيوية بنشاط مضخات التدفق، أجري الكشف عن مضخات التدفق في 30 عزلة تعود لبكتيريا P. aeruginosa باستخدام طريقة العجلة-اكار بروميد الإيثيديوم Ethidium Bromide-Agar Cartwheel. كشفت النتائج أن 23 (.6776%)عزلة بكتيرية كانت إيجابية للكشف المظهري. تمَّ الاعتماد في ذلك على أدنى تركيز لم تظهر فيه العزلات تألق تحت مصدر الأشعة فوق البنفسجية (UV)، كما اكدت هذه النتائج على المستوى الجزيئي باستخدام تفاعل البلمرة المتسلسل، اذ تبين ان 17 (56.67%) عزلة من بكتيريا P. aeruginosa تحمل جين mexB، الذي يشفر لأحد البروتينات الثلاثة المكونة لنظام الضخ MexAB-OprM، الذي ينتمي إلى عائلة تقسيم العقيدات المقاومة.
تشير نتائج النمذجة الجزيئية إلى أن التركيب المتوقع لانزيم الادينيلات كاينيز (Adk) في بكتيريا P.aeruginosa مرتب في ثلاثة مناطق فرعية وظيفية ، هي منطقة اللب (core subdomain)،منطقة ارتباط الأدينوسين أحادي الفوسفات (AMP-binding subdomain(AMPbd)) ومنطقة ارتباط الادينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP-binding subdomain(LID)) . تم تقييم وثاقة نموذج Adk وتبين أنهُ يمتلك درجة ثقة عالية بوساطة برنامج MolProbity version 4.4.
Phenotypic and molecular characterization of some virulence factors in Pseudomonas aeruginosa isolated from ear infection patients in sacred Kerbala province
Summary
Ear infections are a common clinical issue worldwide and the leading cause of hearing loss in the world.110 swabs were collected from patients with ear infections at the Ear, Nose, and Throat practice at Imam Hussein Medical City and private clinics in different areas of the Holy Governorate of Karbala, their ages ranged from 1-75 year for the period from August 2023 to October 2023.
The results revealed that 97 (88.18%) isolates showed microbial growth, of which 85 (87.63%) isolates showed bacterial growth and 12 (12.37%) isolates showed fungal growth. The fungal isolates were Candida spp. and Aspergillus spp. with 10 (83.33%) and 2 (16.67%) isolates, respectively.
Of the total bacterial isolates, which showed Gram-negative bacteria were more common than Gram-positive bacteria with 67 (78.82%) isolates including 35 (41.18%) isolates belonging to the genus Pseudomonas spp. .Moreover, the other genera belonging to Gram-negative isolates included Escherichia spp., Klebsiella spp., Proteus spp. and Burkholderia spp. with 11 (12.94%) ,10 (11.76%) ,7(8.24%) and 2 (%2.35) isolates respectively. Bordetella spp. and Stenotrophomtrty23fgvonas spp. with one isolate (1.18%) for each bacterial genus. Gram-positive bacterial isolates included 18 (21.18%) isolates belonging to the genus Staphylococcus spp.
This study identified three bacterial species in the Vitek 2 compact system, namely Pseudomonas aeruginosa، Pseudomonas putida و Pseudomonas fluorescens with 30 (35.29%), 3 (3.53%) and 2 (2.35%) isolates, respectively. Polymerase chain reaction (PCR) results using the 16s rRNA gene confirmed that all P. aeruginosa isolates carried this gene.The study highlighted that P. aeruginosa is the common bacterial species among the microorganisms causing ear infections. The Vitek 2 compact system was used to determine the sensitivity of the P. aeruginosa isolates 12 antibiotics, 96.67% of the isolates were resistant to both Ticarcillin and Ticarcillin/Clavulanic acid. In addition, 93.33% of them were resistant to Piperacillin, Ceftazidime and Cefepime, 90% of these isolates showed resistance to Gentamicin and Imipenem . 86.67% of the bacterial isolates were resistant to both Tobramycin,Ciprofloxacin and Meropenem. Moreover, the bacteria showed resistance (80 and 20%) to Amikacin and Colistin respectively.
Some virulence factors of P. aeruginosa isolates were examined, the results indicated that 24 (80%) of the isolates produced Pyocyanin, 23 (76.67%) isolates produced protease and 20 (66.67%) isolates produced hemolysin. The study also revealed that each of the tested P. aeruginosa isolates had the ability to produce biofilms according to both qualitative and quantitative methods. In the qualitative detection, 6 (20%) isolates were identified as strong biofilm producers, 8 (26.67%) as moderate producers and 16 (53.33%) as weak producers. The quantitative assay results showed that 12 (40%) isolates were strong biofilm producers, 15 (50%) isolates were moderate producers, and 3 (10%) isolates were weak producers. In addition to the phenotypic examination of biofilm production, molecular detection using polymerase chain reaction (PCR) revealed that 7 (23.33%) and 15 (50%) isolates carried the psIA and psID biofilm formation genes respectively.
On the other hand, molecular detection showed that all 30 (100%) isolates of P. aeruginosa contain both ndvB and tssC1 genes that are involved in biofilm-specific antibiotic resistance. The development of biofilms is closely related to the activity of efflux pumps. The detection of efflux pumps in 30 bacterial isolates of P. aeruginosa was performed using the Ethidium Bromide-Agar Cartwheel method as a guide for phenotypic detection. The results revealed that 23 (76.67%) bacterial isolates were positive for phenotypic detection. This was based on the lowest concentration at which the isolates did not show fluorescence under Ultraviolet (UV) light source. These results were confirmed on the molecular level using PCR detections. As 17 (56.67%) of the P. aeruginosa isolates carried the mexB gene, the gene encodes to one of the three proteins that form mexAB-oprM system. The latter belongs to the family of resistance-nodulation divisions (RND).
Molecular modeling results indicated that the predicted structure of adenylate kinase (Adk) in P.aeruginosa is divided into three functional subdomains namely the core subdomain, the AMP-binding subdomain (AMPbd), and the ATP-binding subdomain (LID). After that, the model was vertified by MolProbity version 4.4 with high rate of confidence.