بررسی تغییر بیان ژن‌های toxAو algD در باکتری Pseudomonas aeruginosa تحت تأثیر عصاره و نانو امولسیون نقره حاوی عصاره گونه انحصاری ایرانی پونه‌سای بینالودی (Nepeta binaludensis Jamzad.)

نویسندگان

1 گروه علوم و فنون زیستی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه علوم و فنون زیستی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 گروه علوم و فنون زیستی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
10.22092/ijmapr.2025.367505.3492
چکیده

سابقه و هدف: گونهNepeta binaludensis  گیاهی کمیاب، معطر و انحصاری است که به‌دلیل محتوای فنلی و فلاونوئیدی دارای فعالیت ضد باکتریایی است. با توجه به گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی، بررسی روش‌های درمانی نوآورانه مانند استفاده از ترکیب‌های مشتق شده از گیاهان همراه نانوذرات لازم به نظر می‌رسد؛ زیرا این روش‌ها اغلب ضمن افزایش خواص ضد باکتریایی گیاهان دارویی، مقدار مصرف این گیاهان ارزشمند را کاهش داده و در حفظ آنها مؤثر هستند. در این پژوهش، خواص ضد میکروبی نانوامولسیون نقره حاوی عصاره گیاه پونه‌سای بینالودی و تأثیر آن بر بیان ژن‌ toxA که در ترشح توکسین A و ژن algD که در تشکیل لایه نازک زیستی در باکتری سودوموناس آئروژینوزا نقش دارند، مطالعه شد.     مواد و روش‌ها: سرشاخه‌های گلدار پونه‌سای بینالودی از ارتفاع 2517 متری کوه بینالود واقع در شمال‌شرق استان خراسان رضوی جمع‌آوری شد. عصاره اتانولی این گیاه با روش خیس کردن، از 40 گرم پودر گیاه خشک شده بدست آمد. مقادیر ترکیب‌های فلاونوئیدی و فنلی عصاره به کمک دستگاه HPLC مورد سنجش قرار گرفت. در این مطالعه، نانوامولسیون نقره حاوی عصاره که پیش از این با روش انرژی بالا ساخته شده بود مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از روش‌های FTIR، SEM، DLS، ظرفیت زتا و XRD صحت سنتز نانوامولسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص آنتی‌باکتریال غلظت‌های مختلف نانو ذره نقره، عصاره تام و نانوامولسیون نقره حاوی عصاره بر روی سویه استاندارد باکتری سودوموناس آئروژینوزا با آزمون انتشار دیسک کربی- بائر و با روش رقت سریالی میکرودایلوشن ضمن تعیین MIC و  MBC مورد بررسی قرار گرفت. استخراج RNA‌ها از باکتری‌های تحت تیمار با غلظت‌های MIC و  subMICاز نانوذره نقره، عصاره تام و نانوامولسیون نقره عصاره به‌طور جداگانه انجام شد. پس از سنتز cDNA تغییرات بیان ژن‌های toxA و algD با استفاده از Real-Time PCR مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمایشReal-Time PCR  به وسیله نرم‌افزار REST مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج با آزمون تجزیه واریانس یک‌طرفه با استفاده از نرم‌افزارهای Microsoft Excel 2016 و GraphPad Prism 9.5.1 در سطح معناداری (P value < 0.05) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.نتایج: سنجش مقدار برخی ترکیب‌های عصاره با HPLC نشان داد که عصاره این گیاه فاقد گالیک اسید، کاتکین، روتین و کوئرستین است. در بین ترکیب‌های فنلی مانند کلروژنیک اسید، کافئیک اسید، سالیسیلیک اسید و رزمارینیک اسید بیشترین مقدار مربوط به رزمارینیک اسید به میزان 20.82 میلی‌گرم بر گرم بود. ارزیابی‌های نانوامولسیون سنتز شده تأیید کرد که ذرات این نانوامولسیون کروی و به قطر حدود 270 نانومتر بوده و بار سطحی آن منفی و غیر کریستالی است. حضور آب و پیوندهای استری نیز مشخص گردید. یافته‌های بدست آمده از آزمون انتشار دیسک کربی- بائر نشان داد که کمترین قطر به مقدار 12 میلی‌متر مربوط به تیمار با نانو ذره نقره بود. بیشترین قطر هاله عدم رشد با مقدار 21 میلی‌متر مربوط به تیمار با نانوامولسیون عصاره بود که تقریباً مشابه میزان هاله عدم رشد القا شده توسط آنتی بیوتیک سفتازیدیم (CAZ 30µg) بود. کمترین مقدار MBC، MIC و  subMICبه ترتیب به میزان 80، 40 و  µg.ml-120 مربوط به تیمارهای نانوامولسیون عصاره بود. میزان بیان ژن algD، فقط تحت تیمار با غلظت MIC‌ نانوامولسیون حاوی عصاره گیاه (µg.ml-140)،0.87 برابر کاهش نسبت به کنترل نشان داد (P < 0.01). تحت تیمار با نانوامولسیون نقره حاوی عصاره گیاه، بیان ژن  toxAبه میزان 0.78 برابر کنترل، کاهش معنی‌دار در سطح 5 درصد نشان داد. به‌طوری‌که تغییر بیان این ژن تحت تأثیر مقادیر MIC عصاره تام گیاه و نانوذره نقره در مقایسه با کنترل تفاوت معنی‌داری نداشت.نتیجه‌گیری: نانوامولسیون عصاره گیاه قدرت ممانعت از رشد و باکتری‌کشی بیشتری دارد. با توجه به اینکه ژن algD در تشکیل بیوفیلم مؤثر است و ژن toxA مسئول ترشح پروتئین سمی اندوتوکسینA می‌باشد، این احتمال وجود دارد نانوامولسیون نقره عصاره گیاه از طریق تأثیر بر بیان این ژن‌ها در باکتری سودوموناس آئروژینوزا بتواند موجب مهار رشد در این باکتری گردد. کاهش اندازه قطرات عصاره درون نانوامولسیون، غلظت ترکیبات فعال زیستی و ظرفیت ضد باکتریایی را در مقایسه با عصاره خالص افزایش داد؛ بنابراین می‌توان از آن در صنایع داروسازی و غذایی استفاده کرد.