نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل
نویسنده
استادیار دانشگاه پیام نور استان تهران
10.30473/ijac.2025.75318.1324
چکیده
عفونتهای دستگاه ادراری یکی از چالشهای مهم سلامت جهانی هستند که بهطور فزایندهای با مشکل مقاومت میکروبی روبهرو شدهاند. این مطالعه، پتانسیل درمانی روغن اسانسی گیاه Stachys schtschegleevii را در برابر باکتریهای شایع ایجادکننده این عفونتها بررسی میکند. آنالیز کروماتوگرافی گازی چهار ترکیب زیستفعال اصلی را شناسایی کرد (آلفا-پینن، بتا-پینن، لینالول و اسید هگزادکانوئیک) که فعالیت ضد میکروبی همافزا و قابل توجهی نشان دادند. شبیهسازیهای داکینگ مولکولی نشان داد که این ترکیبات گیاهی تمایل اتصال بالایی به آنزیم دیهیدروفولات ردوکتاز باکتریایی دارند؛ بهویژه آلفا-پینن و بتا-پینن بیشترین پیوند را با DHFR باکتری Enterococcus faecalis (با انرژی -6.1 کیلوکالری بر مول) و اسید هگزادکانوئیک با آنزیم Staphylococcus aureus (نیز با انرژی -6.1 کیلوکالری بر مول) برقرار کردند. آزمایشهای در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) نیز اثربخشی بالای ضد میکروبی این روغن را تأیید کرد؛ بهطوری که قطر ناحیه بازدارندگی قابل توجهی ثبت شد (برای E. faecalis معادل 20.16±0.2 میلیمتر، E. coli برابر 17.7±0.45 میلیمتر، و S. aureus برابر 20.53±1.47 میلیمتر) و مقادیر حداقل غلظت مهارکننده (MIC) چشمگیری نیز به دست آمد (برای E. faecalis معادل 6.25 میلیگرم بر میلیلیتر، E. coli برابر 1.56 میلیگرم بر میلیلیتر، و S. aureus برابر 3.12 میلیگرم بر میلیلیتر). ماهیت چندجزئی این عصارهها، مکانیسم عمل مکملی را ایجاد میکند که طی آن چندین ترکیب بهطور همزمان مسیرهای متفاوتی از باکتریها را هدف قرار میدهند، و در نتیجه، احتمال بروز مقاومت دارویی نسبت به درمانهای تکجزئی را بهشدت کاهش میدهد. این همافزایی، همراه با خواص ضدالتهابی گزارششدهی این گیاه، آن را به گزینهای برجسته برای توسعه درمانهای گیاهی نوین در برابر پاتوژنهای مقاوم در عفونتهای ادراری تبدیل کرده است؛ درمانی که تعادل مناسبی بین اثربخشی، صرفه اقتصادی، و ایمنی برای بیمار فراهم میآورد.
کلیدواژهها
1] T.E. Cooper. C. Teng. M. Howell. A. Teixeira-Pinto. A. Jaure and G. Wong. D-mannose for preventing and treating urinary tract infections. Cochrane Database Syst. Rev. 8 (2022).
[2] E.A. Oliveira and R.H. Mak. Urinary tract infection in pediatrics: an overview. J. Pediatr. (Rio J.) 96 (2020) 65-79.
[3] G.T. Werneburg. F. Wagenlehner. J.Q. Clemens. C. Harding and M.J. Drake. Towards a reference standard definition of urinary tract infection for research. Eur. Urol. Focus. (2024).
[4] G. Mancuso. A. Midiri. E. Gerace. M. Marra. S. Zummo and C. Biondo. Urinary tract infections: the current scenario and future prospects. Pathogens. 12(4) (2023) 623.
[5] A. Mutlu. E.J. Vanderpool. K.P. Rumbaugh. S.P. Diggle and A.S. Griffin. Exploiting cooperative pathogen behaviour for enhanced antibiotic potency: A Trojan horse approach. Microbiology. 170(4) (2024) 001454.
[6] S. Shaikh. K. Ahmad. J.H. Lim. S.S. Ahmad. E.J. Lee and I. Choi. Biological insights and therapeutic potential of Glycyrrhiza uralensis and its bioactive compounds: an updated review. Arch. Pharm. Res. (2024) 1-22.
[7] S. Farahmand. S. SamadiAfshar and N.A. Shahmoradi. Electrospun PCL/PVP Nanofibers Meshes, A Novel Bisabolol Delivery System for Antidermatophytic Treatment. J. Pharm. Innov. 20(1) (2025) 1-14.
[8] S. Nasrollahi. S.M. Ghoreishi. A.H. Ebrahimabadi and A. Khoobi. Gas chromatography-mass spectrometry analysis and antimicrobial, antioxidant and anti-cancer activities of essential oils and extracts of Stachys schtschegleevii. Int. J. Biol. Macromol. 128 (2019) 718-723.
[9] S. SamadiAfshar. A. NikAkhtar. S. SamadiAfshar and S. Farahmand. Antibacterial Property of Silver Nanoparticles Green Synthesized from Stachys schtschegleevii Plant Extract on Urinary Tract Infection Bacteria. Curr. Microbiol. 81(5) (2024) 135.
[10] D. Bomfim de Barros. L. de Oliveira e Lima. L. Alves da Silva. M. Cavalcante Fonseca. R.C. Ferreira. H. Diniz Neto. et al. α-Pinene: Docking Study, Cytotoxicity, Mechanism of Action, and Anti-Biofilm Effect against Candida albicans. Antibiotics. 12(3) (2023) 480.
[11] V. Khwaza and B.A. Aderibigbe. Antibacterial Activity of Selected Essential Oil Components and Their Derivatives: A Review. Antibiotics. 14(1) (2025) 68.
[12] R. Su. P. Guo. Z. Zhang. J. Wang. X. Guo. D. Guo. et al. Antibacterial activity and mechanism of linalool against Shigella sonnei and its application in lettuce. Foods. 11(20) (2022) 3160.
[13] R. Sehrawat. R. Pasrija. P. Rathee. D. Kumari and A. Khatkar. Molecular modeling, synthesis and biological evaluation of caffeic acid based Dihydrofolate reductase inhibitors. BMC Chem. 18(1) (2024) 242.
[14] J. Rössler. A. Kaserer. B. Albiez. J. Braun. J. Breckwoldt. D.R. Spahn. et al. Comparing classroom instruction to individual instruction as an approach to teach avatar-based patient monitoring with visual patient: simulation study. JMIR Med. Educ. 6(1) (2020) e17922.
[15] S. Mahesh. D.S. Carmelin and R. Muthusamy. Bacterial Flora and Treatment Strategies in Women with Escherichia coli Urinary Tract Infections. Cureus. 16(3) (2024).
[16] N.M. Gebremariam. A. Bitew. E. Tsige. D. Woldesenbet and M.A. Tola. A high level of Antimicrobial Resistance in Gram-Positive Cocci isolates from different clinical samples among patients referred to Arsho Advanced Medical Laboratory, Addis Ababa, Ethiopia. Infect. Drug Resist. (2022) 4203-4212.
[17] M. Ghazvinian. S. Asgharzadeh Marghmalek. M. Gholami. S. Amir Gholami. E. Amiri and H.R. Goli. Antimicrobial resistance patterns, virulence genes, and biofilm formation in enterococci strains collected from different sources. BMC Infect. Dis. 24(1) (2024) 274.
[18] F. Han. G.-Q. Ma. M. Yang. L. Yan. W. Xiong. J.-C. Shu. et al. Chemical composition and antioxidant activities of essential oils from different parts of the oregano. J. Zhejiang Univ. Sci. B. 18(1) (2017) 79.
[19] B. Akbari-Adergani. K. Mahmood-Babooi. A. Salehi. G.J. Khaniki. N. Shariatifar. P. Sadighara. et al. GC–MS determination of the content of polycyclic aromatic hydrocarbons in bread and potato Tahdig prepared with the common edible oil. Environ. Monit. Assess. 193 (2021) 1-8.
[20] S. SamadiAfshar. A. Nikakhtar. S. SamadiAfshar. N. Garmsiri. F. Garmsiri. R. Azizi. et al. In silico evaluation of microRNAs in kidney renal clear cell carcinoma and drugs effects in increasing apoptosis by docking. Acta Cell Biol. 1(1) (2025) 11-16.
[21] S.K. Burley. C. Bhikadiya. C. Bi. S. Bittrich. H. Chao. L. Chen. et al. RCSB Protein Data Bank (RCSB.org): delivery of experimentally-determined PDB structures alongside one million computed structure models of proteins from artificial intelligence/machine learning. Nucleic Acids Res. 51(D1) (2023) D488-508.
[22] S. Farahmand. S. SamadiAfshar and L. Hosseini. TA-Cloning for Diabetes Treatment: Expressing Corynebacterium Malic Enzyme Gene in E. coli. Curr. Microbiol. 81(6) (2024) 167.
[23] M.F. Adasme. K.L. Linnemann. S.N. Bolz. F. Kaiser. S. Salentin. V.J. Haupt. et al. PLIP 2021: Expanding the scope of the protein–ligand interaction profiler to DNA and RNA. Nucleic Acids Res. 49(W1) (2021) W530-W534.
[24] H. Yang. C. Lou. L. Sun. J. Li. Y. Cai. Z. Wang. et al. admetSAR 2.0: web-service for prediction and optimization of chemical ADMET properties. Bioinformatics. 35(6) (2019) 1067-1069.
[25] R. Štícha. P. Fulín. O. Nyč. V. Gajdošová. D. Pokorný and M. Šlouf. Antimicrobial Activity of the Most Common Antibiotic-Releasing Systems Employed in Current Orthopedic Surgery: in vitro Study. Acta Chir. Orthop. Traumatol. Cech. 90(3) (2023).
[26] S. Farahmand. S. SamadiAfshar. M. Khalili and R.H. Hosseini. Therapeutic implications of Epirubicin-induced miRNA-22 and miRNA-331 upregulation on cell viability and metastatic potential in triple-negative breast cancer. Hum. Gene. (2025) 201396.
[27] M. Masoudi. S. SamadiAfshar. H. Azizi and T. Skutella. Integrated Analysis, Machine Learning, Molecular Docking and Dynamics of CDK1 Inhibitors in Epithelial Ovarian Cancer: A Multifaceted Approach Towards Targeted Therapy. IJMS. 26(18) (2025). 9168.
[28] Y. Oumer. B. Regasa Dadi. M. Seid. G. Biresaw and A. Manilal. Catheter-associated urinary tract infection: Incidence, associated factors and drug resistance patterns of bacterial isolates in southern ethiopia. Infect. Drug Resist. (2021) 2883-2894.
[29] E. Christaki. M. Marcou and A. Tofarides. Antimicrobial resistance in bacteria: mechanisms, evolution, and persistence. J. Mol. Evol. 88 (2020) 26-40.
[30] M.F.d.A. Borges. R.d.S. Lacerda. J.P.dA. Correia. T.R. de Melo and S.B. Ferreira. editors. Potential antibacterial action of α-Pinene. Med. Sci. Forum. (2022).
[31] Y.-F. Wang. Y.-J. Liu. Y.-M. Fu. J.-Y. Xu. T.-L. Zhang. H.-L. Cui. et al. Microplastic diversity increases the abundance of antibiotic resistance genes in soil. Nat. Commun. 15(1) (2024) 9788.
[32] W. Mączka. A. Duda-Madej. M. Grabarczyk and K. Wińska. Natural compounds in the battle against microorganisms—Linalool. Molecules. 27(20) (2022) 6928.
[33] S. Yang. G. Miao. X. Wang. F. Zhou. Z. Yuan. F. Wei. et al. Development of membrane-targeting chalcone derivatives as antibacterial agents against multidrug-resistant bacteria. Eur. J. Med. Chem. 280 (2024) 116969.
[34] B. Srinivasan. S. Tonddast-Navaei. A. Roy. H. Zhou and J. Skolnick. Chemical space of Escherichia coli dihydrofolate reductase inhibitors: New approaches for discovering novel drugs for old bugs. Med. Res. Rev. 39(2) (2019) 684-705.
[35] H. Peng. V.Q. Chau. W. Phetsang. R.M. Sebastian. M.R.L. Stone. S. Datta. et al. Non-antibiotic small-molecule regulation of DHFR-based destabilizing domains in vivo. Mol. Ther. Methods Clin. Dev. 15 (2019) 27-39.
[36] P.R. Freitas. A.C.J. de Araújo. C.R. Barbosa. D.F. Muniz. S.R. Tintino. J. Ribeiro-Filho. et al. Inhibition of efflux pumps by monoterpene (α-pinene) and impact on Staphylococcus aureus resistance to tetracycline and erythromycin. Curr. Drug Metab. 22(2) (2021) 123-126.
[37] N. Maleki-Dizaji. H. Nazemiyeh. N. Maddah. F. Mehmani and A. Garjani. Screening of extracts and fractions from aerial parts of Stachys schtschegleevii Sosn. for anti-inflammatory activities. Pak. J. Pharm. Sci. 21(4) (2008).
[38] A. Sonboli. P. Salehi and S. Nejad Ebrahimi. Essential oil composition and antibacterial activity of the leaves of Stachys schtschegleevii from Iran. Chem. Nat. Compd. 41 (2005) 171-174.
[39] M. Saeedi. K. Morteza-Semnani. M. Mahdavi and F. Rahimi. Antimicrobial studies on extracts of four species of Stachys. Indian J. Pharm. Sci. 70(3) (2008) 403.
[40] S. Azami. B. Fahimi. M. Bagheri and S. Mohsenzadeh. The comparison of antibacterial effect of Schrophularia striata Boiss. and Stachys schtschegleevii Sosn. extracts on pathogens isolated from urinary tract infections. J. Med. Herbs. 7(1) (2016) 15-20.
)