Evaluation of Virulence Genes in Staphylococcus aureus Isolated from Eye Infected Patients

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Staphylococcus aureus are among the most common pathogens causing ocular bacterial infection. It can damage the anatomic structure of the eye at multiple levels. It includes conjunctiva, cornea, eyelids, lacrimal system, sclera, and retina, with possible blindness. It is capable of producing several virulence factors which help to establish infection by facilitating tissue attachment, tissue invasion, and evading host immune response. The objective of the study included isolation and identification of Staphylococcus aureus from ocular infection and investigation of the molecular presence of some virulence genes. Eye swab specimens were collected from 160 patients who had signs and symptoms of external ocular bacterial infections using sterile swabs from conjunctiva and eyelids for both sexes, with age ranging from 4 to 74 years, who attended hospitals including Ibn Al-Haitham Teaching Eye Hospital in Baghdad, Al-Imam Al-Sadiq Hospital, and Hilla Teaching Hospital in Babylon. Patients were clinically diagnosed by consultant physicians during the period from November 2021 to March 2022. The percentage of males was 71%, while the percentage of females in this study was 29%. It was observed that conjunctivitis was the dominant type of clinical manifestation among ophthalmic patients, with the rate of conjunctivitis the highest (75%), followed by blepharitis (20%), keratitis (4%), and dacryocystitis (1%). All swabs were cultivated for the isolation and diagnosis of Staphylococcus aureus on different culture media (blood agar, nutrient agar, mannitol salt agar, and MRSA Chromogenic Agar Base) and incubated aerobically at 37°C for 24–48 hours. The results of cultured media revealed that 139 (87%) specimens gave positive bacterial growth, whereas 21 (13%) specimens had no bacterial growth. 57 (41.07%) S. aureus isolates were obtained from positive growth eye swabs, detected by morphological and biochemical tests and confirmed by using Vitek 2 compact system. MRSA chromogenic agar base was used to detect methicillin-resistant Staphylococcus aureus. The results for bacterial isolates were confirmed by a cefoxitin susceptibility test, which showed 100% complete resistance to cefoxitin to determine methicillin resistance. The results of this study show that all isolates are resistant to methicillin (MRSA). Antibiotic susceptibility was also tested for 18 different types of antimicrobials determined according to Kirby-Bauer disk diffusion method on Mueller-Hinton agar, which included: Cefoxitin 30, Clindamycin 2, Ciprofloxacin 5, Chloramphenicol 30, Doxycycline 30, Erythromycin 15, Gatifloxacin 5, Gentamicin 10, Levofloxacin 5, Linezolid 30, Nitrofurantoin 300, Norfloxacin, Oxacillin 1, Ofloxacin 5, Penicillin G 10, Rifampin 5, Trimethoprim 10, Vancomycin 30. The results of antibiotic susceptibility showed the highest resistance rates among the antibiotics: 100% to Cefoxitin, 96.49% to Penicillin G, 94.73% to Oxacillin, while the lowest resistance rates were found with Nitrofurantoin (1.75%), Vancomycin and Linezolid (3.5%), and 8.77% for Rifampin, Chloramphenicol, and Gatifloxacin. To investigate the multidrug resistance pattern usually associated with Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, the percentage of antibiotic resistance of isolates showed 45 (79%) isolates were multidrug resistant. The study also included the detection of biofilm formation by using the tissue culture plate method (TCP), and the results showed that 43 (75%) isolates have the ability to produce biofilm. Polymerase chain reaction (PCR) technique was used to confirm isolates by amplifying the specific primer of the 16S rRNA gene from Staphylococcus spp.; all 57 isolates gave positive results for this gene. PCR was also used to identify some of the genes responsible for the virulence of the isolated bacteria. The detection of staphylococcal enterotoxigenicity according to five classical enterotoxin genes, Sea, Seb, Sec, Sed, and See, showed that 50 S. aureus isolates (88%) harbored one or more enterotoxin genes. The Seb gene was the most frequent enterotoxin coding gene among the others tested; Seb accounted for 75% of the detected enterotoxin genes, followed by Sec (67%), Sed (61%), Sea (40%), and See (32%). The results obtained showed that 6 (10%) isolates of Staphylococcus contained only one gene coding for enterotoxins, while 7 (12%) of the isolates possessed two toxin genes, which were mostly Seb, and 16 isolates of Staphylococcus (28%) harbored three toxin coding genes, 15 isolates (26%) contained four toxin-encoding genes, and 6 staphylococcal isolates (11%) harbored all toxin-encoding genes. For genotypic detection of antimicrobial susceptibility of bacterial isolates, two types of genes were utilized in the present study: ermB gene and tetM gene. The results showed that the percentages of these genes in S. aureus isolates were: ermB gene 68%, tetM gene 19%. The transfer of antibiotic resistance genes (ARGs) in bacteria plays an essential role in the progression of multidrug resistance (MDR) by horizontal gene transmission (HGT). The results of genotypic detection for S. aureus appeared consistent with biofilm formation at a high percentage. According to PCR results, out of 57 isolates, the presence of the Wzm gene was noticed in 39 isolates (68%), which was almost identical to the phenotypic detection of biofilm formation using the tissue culture plate method (TCP).

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

02bea53f-62cb-4e28-b832-012b542111f9

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

994071_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تقييم جينات الضراوة في المكورات العنقودية الذهبية المعزولة من المرضى المصابين بالتهاب العيون

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"أنوار كاظم حسين الصفار","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"صفاء جاسم فليفل محيسن","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"فرح طارق عبد الرضا","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Evaluation of Virulence Genes in Staphylococcus aureus Isolated from Eye Infected Patients

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تعد المكورات العنقودية الذهبية من أكثر مسببات الأمراض شيوعًا التي تسبب العدوى البكتيرية للعين. يمكن أن تسبب تلف التركيب التشريحي للعين على مستويات متعددة. يشمل (الملتحمة والقرنية والجفون والجهاز الدمعي والصلبة والشبكية) مع احتمال العمى. حيث انها قادرة على إنتاج العديد من عوامل الضراوة التي تساعد على الاصابة عن طريق الالتصاق وغزو الأنسجة والتهرب من الاستجابة المناعية للمضيف. الهدف الرئيسي لهذه الدراسة هو عزل وتشخيص المكورات العنقودية الذهبية من التهابات العيون البكتيرية والتحقق من وجود بعض جينات الضراوة جزيئا وعلاقتها بالإصابة.أذ تضمنت الدراسة جمع مسحات العين من (160) مريض من المرضى المراجعين لاستشارية العيون في المستشفيات، بما في ذلك مستشفى ابن الهيثم التعليمي للعيون/ في محافظة بغداد ومستشفى الامام الصادق ومستشفى الحلة التعليمي / في محافظة بابل بعد تشخيصهم سريريا من قبل الطبيب الاستشاري والذين كانوا يعانون من إصابات بكتيرية للأجزاء الخارجية في العين (الملتحمة والجفون وكيس الدمع) تتراوح أعمارهم بين ( 74-4سنة) لكلا الجنسين للفترة (من تشرين الثاني 2021 الى اذار2022 ) ، بينت نتائج هذه الدراسة ارتفاع نسبة الإصابة لدى الذكور أذ بلغت %71 عنه في الاناث حيث كانت نسبة الإصابة %29 ، كما ظهر ان معدل التهاب ملتحمة العين هو الأعلى (%75) تلاه معدل التهاب الاجفان (%20)، التهاب القرنية (%4) واخيرا جاء معدل التهاب كيس الدمع (%1).زرعت جميع العينات على أوساط زرعيه مختلفة، حضنت هوائيًا عند درجة حرارة 37درجة مئوية لـ (48-24) ساعة. ولقد أظهرت نتائج الزرع أن 139(%87) عينة أعطت نمو بكتيري إيجابي، بينما 21(%13) عينة لم يكن لها نمو بكتيري. ومن مجموع 139عينة زرع موجبة فقط 57عزلة كانت تعود لبكتريا المكورات العنقودية الذهبية بنسبة (%41.07) وقد تم تشخيصها حسب الطرق القياسية لتشخيص البكتريا مظهريا ومجهريا وكيموحيويا وكذلك باستخدام نظام Vitek 2 compact system.استخدم وسط MRSA Chromogenic Agar Base للكشف عن المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين. تم تأكيد نتائج العزلات البكتيرية عن طريق اختبار حساسية المضاد الحيوي سيفوكسيتين، والذي كان بنسبة %100 مقاومة كاملة للسيفوكسيتين لتحديد مقاومة الميثيسيلين. أظهرت نتائج دراستنا أن جميع العزلات كانت مقاومة للميثيسيلين. كذلك فحصت حساسية البكتريا للمضادات الحيوية بواسطة طريقة كيربي بور على طبق مولر هنتون حيث استخدم 18مضادا حيويا ( سيفوكستين و كليندامايسين و سيبروفلوكساسين و الكلورامفينيكول و دوكسيسيكلين و الاريثروميسين و جاتيفلوكساسين و ليفوفلوكساسين و لينزوليد و نتروفورانتوين و نورفلوكساسين و أوكساسيلين و أوفلوكساسين و بنسيلين جي و ريفامبين و تريميثوبريم و فانكومايسين ) أظهرت نتائج فحص الحساسية للمضادات الحيوية أعلى مقاومة بين المضادات الحيوية عند معدل المقاومة (%100) الى سيفوكستين ،(%96.49) إلى بنسيلين جي ،(%94.73) إلى أوكساسيلين بينما توجد أقل معدلات مقاومة مع نتروفورانتوين بنسبة (%1.75)، (%3.5) الى كل من فانكومايسين و لينزوليد ،(%8.77) للريفامبين والكلورامفينيكول و جاتيفلوكساسين، أظهرت النسبة المئوية لمقاومة المضادات الحيوية للعزلات ان 45 (%79) عزلة متعدد المقاومة للأدوية والتي عادة ما ترتبط بالمكورات العنقودية المقاومة للميثيسيلين.كما تضمنت الدراسة الكشف عن اختبار تكوين الأغشية الحيوية باستخدام طريقة لوحة زراعة الأنسجة tissue culture plate method (TCP)، وأظهرت النتائج أن 43عزلة (%75) لديها القدرة على إنتاج الأغشية الحيوية. تم استخدام تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR)لتأكيد العزلات عن طريق تضخيم البرايمر المحدد لجين 16SrRNA الخاص بالمكورات العنقودية الذهبية، جميع العزلات أعطت نتيجة موجبة لهذا الجين. أيضا تم استخدام تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل(PCR) لتحديد بعض الجينات المسؤولة عن ضراوة البكتيريا المعزولة.تم الكشف عن قابلية البكتريا لإنتاج السموم المعوية وفقًا لخمسة جينات معوية كلاسيكية Sea, Seb, Sec,) Sed، (See وجد أن 50 عزلة من المكورات العنقودية الذهبية (%88) تحتوي على جين أو أكثر من الجينات المعوية. كان جين Seb هو الجين الأكثر شيوعًا لترميز الذيفان المعوي من بين الجينات الأخرى التي تم اختبارها بنسبة (%75) من الجينات المعوية المكتشفة يليه الجين Sec الذي شكل (%67)، ثم الجين Sed بنسبة (%61) وجين Sea بنسبة (%42) بينما كان See بنسبة. (%32)أظهرت النتائج المتحصل عليها من هذه الدراسة أن 6(%10) من عزلات المكورات العنقودية تحتوي على جين واحد فقط للسموم المعوية، في حين أن 7 (%12) من العزلات تمتلك جينين معظمهما Seb و16 عزلة من المكورات العنقودية (%28) تحتوي على ثلاثة جينات مشفرة للسموم، 15عزلة (%26) تحتوي على أربعة جينات مشفرة للسموم، و6 عزلات من المكورات العنقودية (%11) تحتوي على خمسة جينات مشفرة للسموم.أستخدم نوعين من الجينات للكشف عن مقاومة البكتريا للمضادات الحيوية وهما جين erm B أحد الجينات المسؤولة عن مقاومة البكتريا لمضاد الارثروميسين وجين tet M المشفر لمقاومة مضادات التتراسايكلين وأظهرت النتائج أن نسبة الجينات في العزلات (%68) لـ erm B و (%19) لـ tet M بينما ظهرت نتيجة الكشف عن النمط الجيني في بكتريا المكورات الذهبية لتشكل الغشاء الحيوي بنسبة عالية وفقا لنتائج تفاعل البلمرة المتسلسل لـ 57عزلة لوحظ وجود جين Wzm في39 عزلة بنسبة (%68) وكانت النتيجة مقاربة لنتيجة اختبار تكوين الأغشية الحيوية باستخدام طريقة لوحة زراعة الأنسجة (TCP).

كلمات الباحثين

Staphylococcus aureus; Methicillin resistance; MRSA; Ocular bacterial infection; Virulence factors; Antibiotics; Biofilm; Pathogenicity; Virulence genes; Multidrug-resistant bacteria

إشراف وإعداد

الإشراف

أنوار كاظم حسين الصفار, فرح طارق عبد الرضا

الإعداد

صفاء جاسم فليفل محيسن

الاقتباسات الببليوغرافية