University of Kerbala
اسم الباحث : هدى ناجح حسن هادي
اسم المشرف : ا.م.د كوكب عبد الله حسين أ.د مهند محسن احمد
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية العلوم
الاختصاص : علوم الحياة
سنة نشر البحث : 2024
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
الخلاصة
تعد أمراض التهاب الامعاء (Inflammatory bowel disease, IBD) من الامراض المزمنة التي تصيب القناة الهضمية والتي تشمل كل من مرض كرونز(Crohn’s disease, CD) ومرض القولون التقرحي (Ulcerative colitis, UC).
تم في هذه الدراسة جمع 60 عينة خروج من اشخاص مصابين بأمراض التهاب الامعاء (IBD ) والتي شملت 30 عينه من مرضى كرونز(CD ) و30 عينه من مرضى القولون التقرحي (UC ) من مختلف الفئات العمرية ومن كلا الجنسين. وقد جمعت العينات من المرضى المراجعين لمركز الجهاز الهضمي وامراض الكبد في محافظة كربلاء في الفترة ما بين شهر اب 2021 الى شهر ايلول 2022 . بألاضافة الى أنه تم جمع 30 عينة خروج من اشخاص أصحاء غير مصابين للمقارنة. كل المرضى كانوا في حالة التهاب نشط والذي تم اثباته من خلال اجراء أختبار الكالبروتكتين لهم (Fecal calprotectin, FC) .
وقد لوحظ ان نسبة الأناث المصابات بهذا المرض 60% وهي أعلى من الذكور 40% فيما لوحظ أن أعمار المرضى الذين يعانون من مرض التهاب الأمعاء كان مختلفًا مع وجود فروقات أحصائية معنوية بينهم ، أشارت النتائج إلى أن مرض كرونز (CD) هو النوع الفرعي من مرض التهاب الأمعاء ( IBD) السائد بين المرضى ضمن الاعمار الصغيرة والشباب، في حين أن مرض القولون التقرحي (UC) هو النوع الأكثر انتشارًا بين المرضى ألأكبرعمرا . وعند ملاحظة اهم الاعراض عند المرضى نجد ان الاسهال هو الاكثر شيوعا في كلا النوعين وخاصة الاسهال المصحوب بالدم عند مرضى القولون التقرحي (UC ).وقد صاحب المرضى ايضا إضطرابات خارج معوية مثل التهاب المفاصل وتقرحات جلدية واضطراب في العين.
ان بكتريا الاشيريكية القولونية (Escherichia Coli) الممرضة كانت من أكثر ألانواع البكتيرية المعزولة من عينات خروج الاشخاص المصابين بأمراض التهاب الامعاء ((IBD وان هذه البكتريا تمتازبأمتلاكها للعديد من عوامل الضراوة ومن ضمنها انتاج السموم مثل سموم الكوليبكتين (colibactin ) وسموم المايكروسين بي 17 (microcin B17 ) والتي اثبتت الدراسات الحديثة علاقتها مع تطورهذه الامراض.
تم عزل و تشخيص بكتريا الاشيريكية القولونية من عينات خروج المرضى بأستخدام طرق العزل والتشخيص التقليدية ثم تم تأكيد التشخيص باستعمال تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR ) من خلال الكشف عن الجين التشخيصي للبكتريا ( 16s rRNA ) وباستعمال نفس التقنية تم الكشف عن جينات انتاج السموم في البكتريا المعزولة شملت كل من جين سموم الكوليبكتين (clbB ) وجين سموم المايكروسين بي 17 (McbA ) وقد جاءت نتائج تضخيم جين سموم الكوليبكتين من 60 عزلة بكتيرية 10 عزلات فقط كانت تملك هذا الجين ( 4 من مرضى كرونز و6 من مرضى القولون التقرحي) في حين كانت أعداد العزلات التي تمتلك جين سموم المايكروسين بي 17 عالية في 52 من 60عزلة ( 27 عزلة من مرضى كرونز و 25 عزلة من مرضى القولون التقرحي).
من أجل اثبات دور سموم المايكروسين بي 17 في تطورامراض التهاب القولون تمت دراسة تأثيره على حيوانات مختبرية شملت 25 جرذ من الاناث البيض حيث تم تقسيمها الى خمس مجاميع كألاتي : المجموعة الاولى تم تجريعها فمويا من السائل المغذي للمقارنة والمجموعة الثانية تم تجريعها عالق بكتيري من البكتريا المعزولة من مرضى القولون التقرحي التي تملك جين انتاج السموم مايكروسين بي 17 ( E. coli/+ McbA) والمجوعة الثالثة تم تجريعها عالق بكتيري من البكتريا المعزولة من مرضى كرونز الحاوية على جينات سموم المايكروسين بي 17 ( E. coli/+ McbA) والمجموعة الرابعة تم تجريعها عالق بكتيري من البكتريا المعزولة من مرضى القولون التقرحي لا تمتلك جين انتاج السموم McbB (E. coli/- McbA) والمجموعة الخامسة تم تجريعها عالق بكتيري من البكتريا المعزولة من مرضى كرونزلا تمتلك جين انتاج السموم McbB (E. coli/- McbA) . وبعد 15 أسبوع من التجريع بواقع 35 جرعة تم سحب الدم من المجاميع الاربعة من اجل تحديد مستوى الحركيات الخلوية interlukin-10 (IL-10) و tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) و تم تشريح الجرذان من اجل عزل اجزاء من امعائهم الدقيقة والغليظة و عمل مقاطع نسيجية منها وتقييم التغيرات النسيجية فيها.
جاءت النتائج ان جميع المجاميع الاربعة من الجرذان التي تم تجريعها العالق البكتيري من البكتريا المعزولة من خروج مرضى التهاب الامعاء بنوعيه سواء كانت تملك جين السموم او لا قد أظهرت ارتفاعا ملحوظا في مستوى الحركيات الخلوية في دمها ولوحظ ان الامعاء الغليظة للجرذان قد تأثرت بالبكتريا وظهرت عليها بعض التغيرات النسيجية بينما لم تتأثر امعائها الدقيقة.
ومن ذلك نستنتج أن جميع عزلات الإشريكية القولونية التي تم عزلها من براز مرضى التهاب الأمعاء (سواء كانت تنتج ميكروسين B17 أم لا) كانت قادرة على إحداث استجابات التهابية وتغيرات نسجية في أمعاء الجرذان. وبناءً على ذلك، قد تلعب عوامل ضراوة أخرى (بالإضافة إلى الميكروسين B17 ) دورًا في التسبب في مرض التهاب الأمعاء(IBD) .
Investigation Effect of Escherichia coli Producing Microcin B17 Isolated from Patients with Inflammatory Bowel Disease in Female Rats
abstract
Inflammatory bowel disease (IBD) describes conditions characterized by chronic inflammation in the gastrointestinal tract, such as Crohn’s disease (CD)and ulcerative colitis(UC). In the present study 60 stool samples were collected from patients suffering from IBD, which include 30 samples of CD and 30 samples of UC patients in different age groups and both sexes, these patients were admitted to the Digestive and Liver Diseases Center in Kerbala City government from August 2021 to September 2022. Furthermore, 30 stool samples were collected from healthy individuals as a control. All patients were in active gastroenteritis which was confirmed by testing the fecal calprotectin (FC).
The sex distribution of the patients with IBD showed a higher prevalence of females than males with 60 % versus 40 %. However, the ages of patients with IBD appear to be significantly different, the results indicated that CD is the subtype of IBD that was prevalent among young patients, whereas UC is the subtype that was most prevalent among elderly patients. The most common symptoms were diarrhea in both diseases with blood in stool more prevalent in UC patients. In addition, extraintestinal manifestations may occur such as arthritis, and skin and eye disorders.
Escherichia coli was the most prevalent bacterial species in IBD patient’s stool, these bacteria have been shown to have many virulence factors including the production of toxins such as microcin B17 and colibactin which recent studies had linked between them and severe gut inflammatory responses.
E. coli was isolated from the stool samples by using traditional identification and cultural characteristics ways. The identification was confirmed by PCR technique. However, conventional PCR was used to detect two toxin genes that may have a role in IBD pathogenicity, colibactin and microcinB17. The amplification of the colibactin gene (clbB) of 60 isolates of IBD patients (CD and UC) were10 isolates only, (4 from CD and 6 from UC), while the amplification of the toxin microcin B17 ( McbA) gene for E. coli isolates showed high prevalence in 52 out of 60 isolates (27 isolates from CD patients and 25 isolates from UC patients).
For evaluating the role of microcinB17 in the pathogenicity of IBD, in vivo, experiments were done by using twenty-five female rats, which were divided into five groups: the first group, was orally given normal saline, as a control, the second group was orally given E. coli with microcinB17 gene ( E. coli/+ McbA) isolated from the stool of UC patients, the third group rats were orally given E. coli/+ McbA isolated from the stool of CD patients, the fourth group was orally given E. coli negative for microcin B17 gene (E. coli/- McbA) isolated from the stool of UC patients and the fifth group was orally given E. coli negative for microcin B17 gene (E. coli/- McbA) isolated from the stool of CD patients.
After 15 weeks of administration, and the appearance of some symptoms such as a decrease in weight and a reduction of appetite, blood was drawn for serum serological tests, and the rats were sacrificed to evaluate histological changes in their intestine. The serological changes observed included increased IL-10 and TNF-α levels in their sera. Regarding the histological examination, there were noticeable histological changes in the large intestines of all rats given bacterial suspension but not in the small intestine.
In conclusion, All E.coli isolates which were isolated from IBD patients’ stool (whether it was microcin B17 producing or not) were able to induce inflammatory responses and histological changes in the intestines of rats. Accordingly, other virulence factors (in addition to Microcin B17) may play a role in the pathogenesis of IBD.
