دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 2228-6705 18 3 2026 08 23 Gene expression analysis of biofilm-associated and vancomycin stress-response genes in clinical Staphylococcus aureus تحلیل بیان ژنی ژن‌های مرتبط با بیوفیلم و پاسخ به تنش وانکومایسین در Staphylococcus aureus بالینی 519 534 5463 10.22103/jab.2026.27221.1906 FA رنا کاظم محمد گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه بغداد، عراق علی عطاءالله ابراهیم گروه تکنیک‌های پرتوشناسی، کالج دانشگاهی السلام، بغداد، عراق. کرم داوود سلمان بیمارستان عمومی، اداره سلامت الکرخ بغداد، عراق. مصطفی کاظم الشمری پزشک عمومی، بغداد، عراق و فارغ‌التحصیل دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم و فناوری اردن، اردن. Journal Article 2026 05 16 Objective<br />Regulatory pathways involved in antibiotic resistance and biofilm formation in Staphylococcus aureus are complex and involve multiple genetic systems, including the vraSR stress-response pathway and the icaADBC operon. Understanding the transcriptional response of these genes under vancomycin exposure may provide insight into mechanisms associated with persistence and treatment failure. The study examined how clinical Staphylococcus aureus isolates react to vancomycin. The research also focused on antibiotic susceptibility and the activity of genes linked to biofilm growth (icaA, icaB, icaC, and icaD) and resistance (vra). <br />Materials and methods<br />Clinical isolates of Staphylococcus aureus were obtained from burn and wound specimens and confirmed by standard microbiological techniques. Vancomycin susceptibility was preliminarily evaluated using the agar well diffusion method. Total RNA was extracted from S. aureus cultures. Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) was carried out using SYBR Green to perform expression analysis to track changes in the bacteria after exposure to the antibiotic.<br />Results<br />Testing showed that isolates responded differently to the drug. Several samples had very small or non-existent inhibition zones. These findings may indicate reduced susceptibility to vancomycin; however, confirmation using MIC-based assays is required. The qRT-PCR results showed that the icaADBC operon became more active after treatment. This change was most obvious in isolate 2. The data indicates that exposure to antibiotics might help the bacteria build stronger biofilms. This response is likely to help the bacteria survive and leads to treatment failure. The vra gene also showed strong activity across several isolates. This supports its role in managing cell wall stress. The hpr gene became more active too. This result suggests the gene might not stay stable enough to work as an internal control in these conditions. <br />Conclusions<br />The results show a clear connection between drug resistance and biofilm growth in S. aureus. Relying only on vancomycin for MRSA treatment has major drawbacks. Alternative therapeutic strategies targeting biofilm formation and cell wall stress-response pathways may improve treatment outcomes in persistent MRSA infections. These approaches could target the genes that control biofilm production. Another option is to find ways to block the vraSR system. هدف: مسیرهای تنظیمی دخیل در مقاومت آنتی‌بیوتیکی و تشکیل بیوفیلم در Staphylococcus aureus پیچیده بوده و چندین سیستم ژنتیکی از جمله مسیر پاسخ به تنش vraSR و اپرون icaADBC را در بر می‌گیرند. درک پاسخ رونویسی این ژن‌ها در مواجهه با وانکومایسین می‌تواند بینشی درباره مکانیسم‌های مرتبط با پایداری عفونت و شکست درمان ارائه دهد. این مطالعه واکنش ایزوله‌های بالینی Staphylococcus aureus به وانکومایسین را بررسی کرد. همچنین حساسیت آنتی‌بیوتیکی و فعالیت ژن‌های مرتبط با تشکیل بیوفیلم (icaA، icaB، icaC و icaD) و مقاومت (vra) مورد ارزیابی قرار گرفت.<br />مواد و روش‌ها: ایزوله‌های بالینی Staphylococcus aureus از نمونه‌های سوختگی و زخم جمع‌آوری و با روش‌های استاندارد میکروبیولوژی تأیید شدند. حساسیت به وانکومایسین ابتدا با روش انتشار در چاهک آگار ارزیابی شد. RNA تام از کشت‌های S. aureus استخراج گردید. سپس واکنش qRT-PCR با استفاده از رنگ SYBR Green برای تحلیل بیان ژنی و بررسی تغییرات باکتری پس از مواجهه با آنتی‌بیوتیک انجام شد.<br />نتایج: آزمون‌ها نشان دادند که ایزوله‌ها پاسخ‌های متفاوتی به دارو داشتند. برخی نمونه‌ها دارای هاله مهاری بسیار کوچک یا فاقد هاله بودند. این یافته‌ها ممکن است نشان‌دهنده کاهش حساسیت به وانکومایسین باشند، هرچند تأیید آن با آزمون‌های مبتنی بر MIC ضروری است. نتایج qRT-PCR نشان داد که اپرون icaADBC پس از درمان فعال‌تر شده است و این تغییر به‌ویژه در ایزوله شماره 2 واضح‌تر بود. داده‌ها نشان می‌دهند که مواجهه با آنتی‌بیوتیک ممکن است به باکتری‌ها در تشکیل بیوفیلم قوی‌تر کمک کند. این پاسخ احتمالاً موجب بقای بیشتر باکتری و شکست درمان می‌شود. ژن vra نیز در چندین ایزوله فعالیت بالایی نشان داد که نقش آن را در مدیریت تنش دیواره سلولی تأیید می‌کند. علاوه بر این، ژن hpr نیز افزایش بیان داشت که نشان می‌دهد ممکن است در این شرایط پایداری کافی برای استفاده به‌عنوان کنترل داخلی نداشته باشد.<br />نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه ارتباط آشکاری میان مقاومت دارویی و رشد بیوفیلم در S. aureus نشان داد. اتکای صرف به وانکومایسین برای درمان MRSA دارای محدودیت‌های قابل توجهی است. راهبردهای درمانی جایگزین که تشکیل بیوفیلم و مسیرهای پاسخ به تنش دیواره سلولی را هدف قرار دهند، می‌توانند نتایج درمانی را در عفونت‌های پایدار MRSA بهبود بخشند. این راهبردها ممکن است ژن‌های کنترل‌کننده تولید بیوفیلم یا سیستم vraSR را هدف قرار دهند. https://jab.uk.ac.ir/article_5463_5f12d48d61a32ad840eaad852fd38edc.pdf