جداسازی استرپتومایسسهای آبزی تولیدکننده مواد ضد میکروبی علیه اشریشیا کلی‎های مقاوم به جنتامایسین از دریاچه بختگان (استان فارس)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد بیوتکنولوژی میکروبی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی، تهران، ایران

2 استادیار گروه زیستشناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی، تهران، ایران

3 3 استادیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، یزد، ایران

چکیده

مقدمه: در سال‎های اخیر به دنبال مقاومت ‌آنتی‌بیوتیکی، شیوع سویه‎های اشریشیا کلی مقاوم به آنتی‌بیوتیک به عنوان چالش مهم پزشکی مطرح شده است که نیازمند توسعه آنتی‌بیوتیک‎های اثرگذار با منشأ طبیعی می‌باشد. استرپتومایسسها به دلیل قابلیت تولید متابولیت ثانویه و آنتی‌بیوتیک معروف هستند. در این ارتباط، مطالعه حاضر با هدف جداسازی استرپتومایسسهای آبزی تولیدکننده مواد ضد میکروبی علیه اشریشیا کلی مقاوم به جنتامایسین از دریاچه بختگان انجام شد.
مواد و روشها: اولین گام در راستای بررسی اثر آنتاگونیستی استرپتومایسسها بر باکتری اشریشیا کلی مقاوم به آنتی‌بیوتیک، نمونه‌گیری است. در این مطالعه 10 نمونه آبی از دریاچه بختگان جمع‌آوری شد. کشت باکتری‌ها در محیط کشت اختصاصی (ISP2) انجام شد و جداسازی و خالص‌سازی استرپتومایسسهای مورد نظر صورت پذیرفت. جداسازی و تعیین اثربخشی متابولیت ثانویه بر پاتوژن به روش انتشار دیسک انجام شد. به منظور بررسی مولکولی استرپتومایسسهای اثربخش، DNA آن‌ها استخراج گردید و جهت شناسایی مولکولی به شرکت Learn Genetics فرستاده شد.
یافته‌ها: در این پژوهش 17 استرپتومایسس از 10 نمونه آب جدا شد که هفت جدایه متابولیت ترشح کردند. از میان آن‏ها یک جدایه که اثربخشی مناسب‎تری بر اشریشیا کلی مقاوم به جنتامایسین داشت، توالی‌یابی گردید و  Streptomyces sp. strain 11K402شناخته شد.
نتیجهگیری: با توجه به نتایج به‌ دست ‌آمده از این پژوهش می‎توان گفت که محیط‌های آبی منبع مناسبی جهت یافتن و جداسازی اکتینومایستها و استرپتومایسسهای تولید‌کننده مواد ضد میکروبی می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


  1. Lepuschitz S, Huhulescu S, Hyden P, Springer B, Rattei T, Allerberger F, et al. Characterization of a community-acquired-MRSA USA300 isolate from a river sample in Austria and whole genome sequence based comparison to a diverse collection of USA300 isolates. Sci Rep. 2018; 8(1):9467.
  2. Klein EY, Van Boeckel TP, Martinez EM, Pant S, Gandra S, Levin SA, et al. Global increase and geographic convergence in antibiotic consumption between 2000 and 2015. Proc Natl Acad Sci. 2018; 115(15):E3463-70.
  3. Oberlé K, Capdeville MJ, Berthe T, Budzinski H, Petit F. Evidence for a complex relationship between antibiotics and antibiotic-resistant Escherichia coli: from medical center patients to a receiving environment. Environ Sci Technol. 2012; 46(3):
    1859-68.
  4. Rochford C, Sridhar D, Woods N, Saleh Z, Hartenstein L, Ahlawat H, et al. Global governance
    of antimicrobial resistance. Lancet. 2018; 391
    (10134):1976-8.
  5. Mohammadipanah F, Wink J. Actinobacteria from arid and desert habitats: diversity and biological activity. Front Microbiol. 2016; 6:1541.
  6. Walsh CT, Wencewicz TA. Prospects for new antibiotics: a molecule-centered perspective. J Antibiot. 2014; 67(1):7-22.
  7. Thevenon F, Adatte T, Wildi W, Poté J. Antibiotic resistant bacteria/genes dissemination in lacustrine sediments highly increased following cultural eutrophication of Lake Geneva (Switzerland). Chemosphere. 2012; 86(5):468-76.
  8. Genilloud O. Mining actinomycetes for novel antibiotics in the omics era: are we ready to exploit this new paradigm? Antibiotics. 2018; 7(4):E85.
  9. Bérdy J. Thoughts and facts about antibiotics: where we are now and where we are heading. J Antibiot. 2012; 65(8):385-95.
  10. Singh LS, Baruah I, Bora TC. Actinomycetes of Loktak habitat: isolation and screening for antimicrobial activities. Biotechnology. 2006; 5(2):
    217-21.
  11. Saadoun I, Al-Joubori B, Al-Khoury R. Testing of production of inhibitory bioactive compounds by soil Streptomycetes as preliminary screening programs in UAE for anti-cancer and anti-bacterial drugs. Int J Curr Microbiol Appl Sci. 2015; 4(3):446-59.
  12. Cayol JL, Ollivier B, Alazard D, Amils R, Godfroy A, Piette F, et al. The extreme conditions of life on the planet and exobiology. Environ Microbiol. 2015; 2(10):353-94.
  13. Ahmad MS, El-Gendy AO, Ahmed RR, Hassan HM, El-Kabbany HM, Merdash AG. Exploring the antimicrobial and antitumor potentials of Streptomyces sp. AGM12-1 isolated from Egyptian soil. Front Microbiol. 2017; 8:438.
  14. Dilip CV, Mulaje SS, Mohalkar RY. A review on actinomycetes and their biotechnological application. Int J Pharm Sci Res. 2013; 4(5):1730.
  15. World Health Organization. Antimicrobial resistance and primary health care. Geneva: World Health Organization; 2018.
  16. Gurovic MV, Olivera NL. Antibacterial producing actinomycetes from Extra Andean Patagonia. J Arid Environ. 2017; 144:216-9.
  17. Barka EA, Vatsa P, Sanchez L, Gaveau-Vaillant N, Jacquard C, Klenk HP, et al. Taxonomy, physiology, and natural products of Actinobacteria. Microbiol Mol Biol Rev. 2016; 80(1):1-43.
  18. Salwan R, Sharma V. The role of actinobacteria in the production of industrial enzymes. New and future developments in microbial biotechnology
    and bioengineering. New York: Elsevier; 2018.
    P. 165-77.
  19. Landwehr W, Wolf C, Wink J. Actinobacteria and myxobacteria-two of the most important bacterial resources for novel antibiotics. How to overcome the antibiotic crisis. Basel, Switzerland: Springer; 2016. P. 273-302.
  20. Harwani D. Biodiversity of rare thermophilic actinomycetes in the great Indian Thar desert: an overview. Ind Am J Pharm Res. 2013; 3:9349-56.
  21. Tiwari K, Gupta RK. Rare actinomycetes: a potential storehouse for novel antibiotics. Crit Rev Biotechnol. 2012; 32(2):108-32.
  22. Nontongana N, Sibanda T, Ngwenya E, Okoh AI. Prevalence and antibiogram profiling of Escherichia coli pathotypes isolated from the Kat River and the Fort Beaufort abstraction water. Int J Environ Res Public Health. 2014; 11(8):8213-27.
  23. Dar OA, Hasan R, Schlundt J, Harbarth S, Caleo G, Dar FK, et al. Exploring the evidence base for national and regional policy interventions to combat resistance. Lancet. 2016; 387(10015):285-95.
  24. D’Costa VM, King CE, Kalan L, Morar M, Sung WW, Schwarz C, et al. Antibiotic resistance is ancient. Nature. 2011; 477(7365):457-61.
  25. Bhullar K, Waglechner N, Pawlowski A, Koteva K, Banks ED, Johnston MD, et al. Antibiotic resistance is prevalent in an isolated cave microbiome. PloS One. 2012; 7(4):e34953.
  26. Yin Q, Yue D, Peng Y, Liu Y, Xiao L. Occurrence and distribution of antibiotic-resistant bacteria and transfer of resistance genes in Lake Taihu. Microbes Environ. 2013; 28(4):479-86.
  27. Ser HL, Palanisamy UD, Yin WF, Abd Malek SN, Chan KG, Goh BH, et al. Presence of antioxidative agent, Pyrrolo [1, 2-a] pyrazine-1, 4-dione, hexahydro-in newly isolated Streptomyces mangrovisoli sp. nov. Front Microbiol. 2015; 6:854.
  28. Baquero F, Martínez JL, Cantón R. Antibiotics and antibiotic resistance in water environments. Curr Opin Biotechnol. 2008; 19(3):260-5.
  29. Pourmand A, Mazer-Amirshahi M, Jasani G, May L. Emerging trends in antibiotic resistance: Implications for emergency medicine. Am J Emerg Med. 2017; 35(8):1172-6.
  30. Lyimo B, Buza J, Subbiah M, Smith W, Call DR. Comparison of antibiotic resistant Escherichia coli obtained from drinking water sources in northern Tanzania: a cross-sectional study. BMC Microbiol. 2016; 16(1):254.
  31. Li WJ, Zhang YG, Zhang YQ, Tang SK, Xu P, Xu LH, et al. Streptomyces sodiiphilus sp. nov., a novel alkaliphilic actinomycete. Int J Syst Evol Microbiol. 2005; 55(3):1329-33.
  32. Gebreyohannes G, Moges F, Sahile S, Raja N. Isolation and characterization of potential antibiotic producing actinomycetes from water and sediments of Lake Tana, Ethiopia. Asian Pac J Trop Biomed. 2013; 3(6):426-35.
  33. Singh LS, Sharma H, Talukdar NC. Production
    of potent antimicrobial agent by actinomycete, Streptomyces sannanensis strain SU118 isolated from phoomdi in Loktak Lake of Manipur, India. BMC Microbiol. 2014; 14(1):278.
  34. Kafilzadeh F. Dehdari F. Namdar N. Isolation and evaluatin of marine actinomycetes from mangrove forests in south of Iran against some human bacterial pathogens. J Ardabil Univ Med Sci. 2013; 13(1):69-77 [in Persian].
  35. Darabpour E, Ardakani MR, Motamedi H, Ronagh MT. Isolation of apotent antibiotic producer bacterium, especially against MRSA, from northern region of the Persian Gulf. Bosnian J Basic Med Sci. 2012; 12(2):108 [in Persian].
  36. Undabarrena A, Beltrametti F, Claverías FP, González M, Moore ER, Seeger M, et al. Exploring the diversity and antimicrobial potential of marine actinobacteria from the comau fjord in Northern Patagonia, Chile. Front Microbiol. 2016; 7:1135.
  37. Tang SK, Li WJ, Dong W, Zhang YG, Xu LH, Jiang CL. Studies of the biological characteristics of some halophilic and halotolerant actinomycetes isolated from saline and alkaline soils. Actinomycetologica. 2003; 17(1):6-10.