اثر مهارکنندگی نانوذرات اکسیدآهن با پوشش کیتوسان بر جدایه‌های بالینی باکتری سودوموناس آئروژینوزا و ارتباط آن با قدرت بیوفیلم باکتری

نوع مقاله : سایر

نویسندگان

1 گروه ژنتیک و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران

2 گروه بیوشیمی بیوفیزیک، دانشکده علوم زیستی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران

چکیده

بیوفیلم ‏ها‏ یکی از دلایل مهم مقاومت سویه‌های باکتریایی سودوموناس آئروژینوزا به آنتی‏ بیوتیک به­ شمار می ‏آیند. هدف از این مطالعه بررسی اثر مهارکنندگی نانوذرات اکسید آهن با پوشش کیتوسان بر جدایه‌های بالینی باکتری سودوناس آئروژینوزا و ارتباط آن با قدرت بیوفیلم باکتری می‌باشد. نانوذره Fe3O4 از* 6H2O FeCl3 و FeCl2 * 4H2O سنتز شد و با کیتوسان اصلاح ساختار سطحی گردید. ویژگی ­های نانوذره باRD, FTIR, DLS, TGA  و SEM تعیین شد. میزان تولید بیوفیلم در هر سویه بالینی سودوموناس آئروژینوزا براساس روش میکروتیترپلیت اندازه‌گیری شد. بعد از تیمار سویه ­ها با نانوذره اکسیدآهن، حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) با روشمیکرودایلوشن براث تعیین گردید. نتایج نشان داد که نانوذره آهن با پوشش کیتوسان در غلظت‏ های متفاوت (0/512 تا 80 میلی ­گرم/میلی ­لیتر) تشکیل بیوفیلم در جدایه‌های بالینی سودوموناس آئروژینوزا را مهار کرده و حداقل غلظت مهارکنندگی تشکیل بیوفیلم نانوذرات در سویه ­های مختلف متفاوت بود. نانوذره اکسیدآهن پوشش داده شده با کیتوسان می ‏تواند در درمان عفونت ‏های بیوفیلم استفاده شود و به­ عنوان عوامل ضدمیکروبی جدید با ارزش باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The inhibitory effect of Chitosan Coated Iron oxide nanoparticlses on Pseudomonas Aeruginosa clinical isolates and its relevance with bacterial biofilm

نویسندگان [English]

  • Parastoo Zamani Mazdeh 1
  • Shohreh Zare Karizi 1
  • Raeleh Safaei Javan 2
1 Department of Genetics and Biotechnology, Faculty of Biological Sciences, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
2 Department of Biophysical Biochemistry, Faculty of Biological Sciences, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
چکیده [English]

Biofilms are one of the mechanisms which cause antibiotic resistance in Pseudomonas Aeruginosa. The aim of present study was to investigate the inhibitory effect of Iron oxide coated Chitosan nanoparticlses on Pseudomonas Aeruginosa clinical isolates and its relevance on bacterial biofilm. Fe3O4 nanoparticle powder synthesized by Co-precipitation method and modified with chitosan. Their properties determined by XRD, FTIR, DLS, TGA and SEM. After preparing the bacterial suspension, the biofilm formation measured in each untreated isolates. Then the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum bactericidal concentration (MBC( of iron oxide nanoparticles modified with chitosan which determined by microtiter plate assey. Synthesized nanoparticles inhibited the growth of Pseudomonas aeruginosa in various concentrations (from 0.512 ml/ml to 80mg/ml) also Minimum Inhibitory Concentration of nanoparticles had a direct relevance with the amount of bacterial biofilms. Based on biofilm inhibitory effect of ChitosanCoated Iron Oxide nanoparticles against Pseudomonas Aeruginosastrains, it seems that synthesized nanoparticles have got potential uses for pharmaceutical industries, but more studies are needed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pseudomonas aeruginosa
  • Biofilm
  • Iron oxide nanoparticle

مراجع

  1. Baniasadi, M.; Tajabadi, M.; Nourbakhsh, M. and Kamali, M., 2014. Synthesis and characterization of Core Shell nanostructure containing super Paramagnetic Magnetite and PAMAM Dendrimers. Vol. 8, No. 3, pp: 51-63.
  2. Bjamsholt, T.; Jenson, P.O.; Fiandca, M.J.; Pedersen, J.; Hansen, C.R. and Anderson, C.B., 2009. Pseudomonas aeruginosa biofilms in the respiratory tract of cystic fibrosis patients. PediatrPulmonol. Vol. 44, pp: 547-558.
  3. Donlan, R.M. and Costerton, J.W., 2002. Biofilms: Survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. ClinMicrobiol Rev. Vol. 15, pp: 16-93.
  4. Fricks-Lima, J.; Hendrickson, C.M.; Allgaier, M.; Zhuo, H.; Wiener-Kronish, J.P. Lynch, S.V., 2011. Difference in biofilm formation and antimicrobial resistance of Pseudomonas Aeruginosaisolated from airways of mechanically ventilated patients and cystic fibrosis patiens. Intern J Antimicrob agents. Vol. 37, pp: 309-315.
  5. Ishida, H.; Ishida, Y.; Kurosaka, Y.; Otani, T.; Sato, K. and Kobayashi, H., 1998. In vitro and in vivo activities of levofloxacin against biofilm-producing Pseudomonas aeruginosa. Antimicrobial agents and chemotherapy. Vol. 42, No. 7, pp: 1641-1645.
  6. Kalishwaralal, K.; Barath, M.K.S.; Pandian, S.; Deepak, V. and Gurunathan, S., 2010. Silver nanoparticles impede the biofilm formation by Pseudomonas Aeruginosa and Staphylococcus epidermidis. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. Vol. 79, pp: 340-344.
  7. López-Cruz, A.; Barrera, C.; Calero-DdelC, V.L. and Rinaldi, C., 2009. Water dispersible iron oxide nanoparticles coated with covalently linked chitosan. Journal of Materials Chemistry. Vol. 19, No. 37, pp: 6870-6876.
  8. Mathur, T.; Singhal, S.; Khan, S.; Upadhyay, D.; Fatma, T. and Rattan, A., 2006. Detection of biofilm formation among the clinical isolates of staphylococci: an evaluation of three different screening methods. Indian journal of medical microbiology. Vol. 24, No. 1, pp: 25-36.
  9. Morovati, A.; Ahmad Panahi, H. and Yazdani, F., 2016. Grafting of allylimidazole and n-vinylcaprolactam as a thermosensitive polymer onto magnetic nano-particles for the extraction and determination of celecoxib in biological samples. International Journal of Pharmaceutics. Vol. 513, pp: 62-67.
  10. Núñez, N.O.; Tartaj, P.; Morales, M.P.; Bonville, P. and Serna, C.J., 2004. Yttria-coated FeCo magnetic nanoneedles. Chemistry of materials. Vol. 16, No. 16, pp: 3119-3124.
  11. O'Toole, G.A., 2011. Microtiter dish biofilm formation assay. J of Visualized Experiments. Vol. 47, pp: 2437-2446.
  12. Pier, GB. 2000. Peptide, Pseudomonas aeruginosa, Polysaccharides and lipopolysaccharides players in predicament of cystic fibrosis patients. Trend Microbiolo. Vol. 8, pp: 247-250.
  13. Rasamiravaka, Q.L.; Pierre, D. and El Jaziri, M., 2015. The Formation of Biofilms by Pseudomonas aeruginosa: A Review of the Natural and Synthetic Compounds Interfering with Control Mechanisms BioMed Research International. Volume 2015, Article ID 759348, 17 p. http://dx.doi.org/10. 1155/2015/759348.
  14. SepehriSeresht, S.; NajarPeerayeh, S.; Sattari, M. and Rezaee, M.A., 2007. Production of plasmid-mediated ß-lactamases in Pseudomonas aeruginosa isolated from burn. Hakim Research Journal. Vol. 10, No. 1, pp: 61-65.
  15. Shah Zeidi, Z. and Amiri, G.H., 2013. Synthesis and Study of iron oxide nanoparticles on the growth of Pseudomonas aeruginosa. Second national conference on nanotechnology from theory to application.
  16. Tre-Hardy, M.; Vanderbist, F.; Traore, H. and Devleeschouwer, M.J., 2008. In vitro activity of antibiotic combinations against Pseudomonas aeruginosa biofilm and plaktonic cultures. Int J antimcrob agent. Vol. 31, pp: 329-336
  17. Unsoy, G.; Yalcin, S.; Khodadust, R.; Gunduz, G. and Gunduz, U., 2012. Synthesis optimization and characterization of chitosan-coated iron oxide nanoparticles produced for biomedical applications. Journal of Nanoparticle Research. Vool. 14, No. 11, pp: 964.
  18. Winn, W.C.; Allen, S.D.; Janda, W.; Koneman, E.W.; Procop, G.W. and Schreckenberger, P.C., 2006. Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology. 6thed. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins.
  19. Zafari, M.; Jafarpour, M. and Biazar, E., 2012. Antibacterial effects of Iron Oxide nanoparticles in the presence of dispersing agent, Young research club, Tonekabon branch, Islamic Azad university.
فصلنامه محیط زیست جانوری
دوره 11، شماره 1
اردیبهشت 1398
صفحه 323-330

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار