مشاريع التخرج - Legionnaires Disease
عنوان المشروع Legionnaires Disease
المشرف على المشروعم.م عمر سنان صادق حسين
العام الدراسي2020-2021
تقديم الطالبلؤي طالب
و الطالبحنين حاكم
و الطالب حنين هيثم
ملخصStaphylpococcus auras is a major global public health problem causing serious, often life threatening infections in the community and hospital setting that are becoming more difficult to manage with current antibiotics therapy regimens. The pathogen Staphylococcus aureus is a gram-positive, gold-colored bacterium of which 20.8% is resistant to methicillin and all available β-lactam antibiotics. About 20% of the population is always colonized with S. aureus, 60% are intermittent carriers, and 20% never carry the organism. S. aureus expresses many potential virulence factors: surface proteins that promote colonization of host tissues, Invasins that promote bacterial spread in tissues (leukocidin, kinases, hyaluronidase), Surface factors that inhibit phagocytic engulfment (capsule, Protein A), biochemical properties that enhance their survival in phagocytes (carotenoids, catalase production), Immunological disguises (Protein A, coagulase), membranedamaging toxins that lyse eucaryotic cell membranes (hemolysins, leukotoxin, leukocidin), exotoxins that damage host tissues or otherwise provoke symptoms of disease (Staphylococcal enterotoxin A - G, Toxic Shock Syndrome Toxin, Exfoliative Toxin) and acquired resistance to antimicrobial agents. The yellow-to-orange colony color of S aureus is one of the classical criteria for identification of this species. As early as 1882, Ogston connected the yellow-orange appearance of pus with the color of the infecting microorganisms. Later it was shown that the pigment should not be the only basis for classification, since it is not a very stable character. Pigmentation is usually apparent after 18 to 24 hr of growth at 37°C but is more pronounced when cultures are held at room temperature for 24 to 48 h longer. Although loss of the ability to synthesize pigment in S aureus appears to be irreversible, more than 90 % of strains isolated from clinical sources are pigmented. Staphyloxanthin is an membranebound carotenoid which plays a role in the environmental fitness of S.aureus .Membrane pigments have also been hypothesized to be virulence factors in S. aureus, potentially by detoxifying reactive oxygen species (ROS) produced by phagocytes. Carotenoids may also stabilize the S. aureus membrane during infection and pathogenesis. The Molecular Weight of staphyloxanthin (STX) is 819.17 Daltons and it is a typical secondary metabolite . It is not necessary for the growth and reproduction of S. aureus but might serve a role in survival in infected hosts and in combating the immune system. It has antioxidative functions that play role in light harvesting, energy transfer, and the regulation of membrane fluidity. The protective functions of carotenoids against oxidative stress, singlet oxygen, and peroxy radicals promote the survival of pathogenic microbes during host immune responses. Staphyloxanthin is mainly producted in stationary phase, it scavenges free radicals with its conjugated double bonds. Since staphyloxanthin is located in the cell membrane, it probably protects lipids but might also be involved in protecting proteins and DNA , and it plays an additional role in the defense against damage by ROS, thereby enhancing the virulence and fitness of the cells. Staphyloxanthin can be regarded as a biological antioxidant against hydrogen peroxide and hydroxyl radicals and might be useful as a therapeutic radical scavenger. The caroteinoid biosynthesis genes were sequenced, and an operon containing five genes (crtOPQMN) was identified, three further genes upstream of crtM were found in addition to the known genes crtM and crtN, and they found that all five genes are necessary for the formation of the orange staphyloxanthin Consequently, the aim of the present study was to show the role of staphyloxanthin pigment in S. aureus virulence and its ability to inhibit other pathogenic bacteria. Several investigations were carried out, to achieve the aims of the present study. The Staphylococci are a diverse group of bacteria that cause diseases ranging from minor skin infections to life-threatening bacteraemia. In spite of large-scale efforts to control their spread, they persist as a major cause of both hospital and community acquired infections worldwide. The two major opportunistic pathogens of this genus are Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis . Staphylpococcus auras هي مشكلة صحية عامة عالمية كبيرة تسبب التهابات خطيرة تهدد الحياة في كثير من الأحيان في المجتمع والمستشفى والتي أصبحت أكثر صعوبة في التعامل مع أنظمة العلاج بالمضادات الحيوية الحالية. إن العامل الممرض Staphylococcus aureus عبارة عن بكتيريا ذهبية اللون موجبة الجرام بنسبة 20.8٪ منها مقاومة للميثيسيلين وجميع المضادات الحيوية المتاحة من بيتا لاكتام. حوالي 20 ٪ من السكان مستعمرون دائمًا بالمكورات العنقودية الذهبية ، و 60 ٪ حاملون متقطعون ، و 20 ٪ لا يحملون أبدًا الكائن الحي. تُظهر المكورات العنقودية الذهبية العديد من عوامل الضراوة المحتملة: البروتينات السطحية التي تعزز استعمار الأنسجة المضيفة ، والغزوات التي تعزز انتشار البكتيريا في الأنسجة (الليكوسيدين ، والكينازات ، والهيالورونيداز) ، والعوامل السطحية التي تمنع البلعمة الابتلاع (كبسولة ، والبروتين أ) ، والخصائص الكيميائية الحيوية التي تعزز بقائهم على قيد الحياة في الخلايا البلعمية (الكاروتينات ، إنتاج الكاتلاز) ، التنكر المناعي (البروتين أ ، تجلط الدم) ، السموم التي تتلف الأغشية التي تتلف أغشية الخلايا حقيقية النواة (الهيموليزين ، اللوكوتوكسين ، الليوكوسيدين) ، السموم الخارجية التي تدمر أنسجة العائل أو تثير أعراض المرض (ستافيلوك) - G، Toxic Shock Syndrome Toxin، Exfoliative Toxin) والمقاومة المكتسبة لمضادات الميكروبات. يعد لون المستعمرة من الأصفر إلى البرتقالي لـ S aureus أحد المعايير الكلاسيكية لتحديد هذا النوع. في وقت مبكر من عام 1882 ، ربط أوجستون المظهر الأصفر البرتقالي للقيح بلون الكائنات الحية الدقيقة المصابة. في وقت لاحق تبين أن الصبغة لا ينبغي أن تكون الأساس الوحيد للتصنيف ، لأنها ليست شخصية ثابتة للغاية. يظهر التصبغ عادة بعد 18 إلى 24 ساعة من النمو عند 37 درجة مئوية ولكنه يكون أكثر وضوحًا عندما يتم الاحتفاظ بالثقافات في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 إلى 48 ساعة أطول. على الرغم من أن فقدان القدرة على تخليق الصبغة في S المذهبة يبدو أنه لا رجعة فيه ، إلا أن أكثر من 90٪ من السلالات المعزولة من المصادر السريرية تكون مصطبغة. Staphyloxanthin هو كاروتينويد مغلف بالغشاء يلعب دورًا في اللياقة البيئية للمكورات العنقودية الذهبية. كما تم افتراض أن أصباغ الغشاء هي عوامل ضراوة في S. aureus ، ربما عن طريق إزالة السموم من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) التي تنتجها الخلايا البلعمية. قد تعمل الكاروتينات أيضًا على تثبيت غشاء بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية أثناء العدوى والتسبب. الوزن الجزيئي للستافيلوكسانثين (STX) هو 819.17 دالتون وهو مستقلب ثانوي نموذجي. وهو ليس ضروريًا لنمو وتكاثر بكتيريا S. aureus ولكنه قد يلعب دورًا في البقاء على قيد الحياة في العوائل المصابة وفي مكافحة جهاز المناعة. له وظائف مضادة للأكسدة تلعب دورًا في حصاد الضوء ونقل الطاقة وتنظيم سيولة الغشاء. تعمل الوظائف الوقائية للكاروتينات ضد الإجهاد التأكسدي ، والأكسجين المفرد ، وجذور البيروكسي على تعزيز بقاء الميكروبات المسببة للأمراض أثناء الاستجابات المناعية للمضيف. يتم إنتاج Staphyloxanthin بشكل أساسي في الطور الثابت ، فهو يزيل الجذور الحرة من خلال روابطه المزدوجة المترافقة. نظرًا لوجود الستافيلوكسانثين في غشاء الخلية ، فمن المحتمل أنه يحمي الدهون ولكنه قد يشارك أيضًا في حماية البروتينات والحمض النووي ، ويلعب دورًا إضافيًا في الدفاع ضد التلف الناتج عن أنواع الأكسجين التفاعلية ، وبالتالي تعزيز ضراوة الخلايا ولياقتها. يمكن اعتبار الستافيلوكسانثين أحد مضادات الأكسدة البيولوجية ضد بيروكسيد الهيدروجين وجذور الهيدروكسيل وقد يكون مفيدًا كزبال علاجي جذري. تم تحديد تسلسل جينات التخليق الحيوي للكاروتينويد ، وتم تحديد أوبرا يحتوي على خمسة جينات (crtOPQMN) ، وتم العثور على ثلاثة جينات أخرى في المنبع من crtM بالإضافة إلى الجينات المعروفة crtM و crtN ، ووجدوا أن جميع الجينات الخمسة ضرورية لتشكيل ونتيجة لذلك ، كان الهدف من هذه الدراسة هو إظهار دور صبغة الستافيلوكسانثين في الفوعة العنقودية الذهبية وقدرتها على تثبيط البكتيريا المسببة للأمراض الأخرى. تم إجراء العديد من التحقيقات لتحقيق أهداف الدراسة الحالية. المكورات العنقودية هي مجموعة متنوعة من البكتيريا التي تسبب أمراضًا تتراوح من الالتهابات الجلدية البسيطة إلى تجرثم الدم الذي يهدد الحياة. على الرغم من الجهود واسعة النطاق للسيطرة على انتشارها ، إلا أنها لا تزال سببًا رئيسيًا للعدوى المكتسبة من المستشفيات والمجتمع في جميع أنحاء العالم. أهم مسببات الأمراض الانتهازية لهذا الجنس هي Staphylococcus aureus و Staphylococcus epidermidis.