Molecular investigation of Proteus vulgaris virulence genes from asymptomatic bacteriuria in pregnant women

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. It is a well-known bacterium Proteus vulgaris that causes urinary tract infections specifically bacteriuria. This study aimed to genetically search for the role of some virulence genes in this bacterium via bacteriuria in pregnant women of the Thi-Qar Governorate of Iraq.

Materials anm methods. A mid-stream urine specimen with a total of 235 specimens was gleaned from pregnant women, which were performed in a random manner from various hospitals, when 116 cases suffered from UTI (patient group). The others (119 specimens) were collected from married women, but not pregnant women, and apparently in healthy cases (control group). MacConkey agar and blood agar were used for culturing and identification of bacteria under aerobic conditions, followed by microscopic examination, appearance description, biochemical test, API 20E analysis, and PCR analysis.

Results. Genetic analysis revealed bacteriuria in 39 (33.6%) pregnant women infected with Proteus sp., but it stooped to 3 (2.5%) in apparently healthy women (control). When phenotypically and genotypically with specific identification genes of P. vulgaris the same samples were infected with this bacterium in eight (6.8%), while it receded to 1 (0.84%) in the control. The PCR and statistical analyses demonstrated that the total existence of each study gene (ureC, mrpA, and zapA) in bacteriuria isolates of P. vulgaris was 11/9 (122.2%), 9/9 (100%) and 9/9 (100%), respectively. There was significant variation in the position of zapA on chromosomes 8/9 (88.8%) and on the plasmid that was dropped to 1/9 (11.1%).

Conclusion. The role of these bacteria is serious and significant in pathogenicity and attachment to the epithelial tissues of the urinary tract, the opportunistic nature of P. vulgaris, biofilm production, and elevated urine pH, which lead to stone production in pregnant women. PCR is the fastest and most accurate method for diagnosing P. vulgaris and its virulence genes.

About the authors

Sanaa Ghali Jabur

University of Thi-Qar

Author for correspondence.
Email: sanaagali12345@gmail.com

PhD, Assistant Professor, Lecturer, Pathological Analysis Department, College of Science

Iraq, Thi-Qar

References

  1. Abu-Raya B., Michalski C., Sadarangani M., Lavoie P.M. Maternal immunological adaptation during normal pregnancy. Front. Immunol., 2020, vol. 11: 575197. doi: 10.3389/fimmu.2020.575197
  2. Afoakwa P., Agyei Domfeh S., Oppong Afranie B., Ohui Owusu D., Donkor S., Kormla Sakyi K., Akesse Adom R., Kyeremeh G., Afranie Okyere B., Acheampong E., Amoah B. Asymptomatic bacteriuria and anti-microbial susceptibility patterns among women of reproductive age. A cross-sectional study in primary care, Ghana. Med. Sci., 2018, vol. 6, no. 4: 118. doi: 10.3390/medsci6040118
  3. Alade T.O., Omonibo E.F., Mbam R.E. Identification and characterization of Proteus species from urine samples in Federal Medical Center (FMC) Yenagoa, Bayelsa State, Nigeria. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci., 2024, vol. 13, no. 4, pp. 8–14. doi: 10.20546/ijcmas.2024.1304.002
  4. Alam M., Bano N., Upadhyay T.K., Binsuwaidan R., Alshammari N., Sharangi A.B., Kaushal R.S., Saeed M. Enzymatic activity and horizontal gene transfer of heavy metals and antibiotic-resistant Proteus vulgaris from hospital wastewater: an insight. Can. J. Infect. Dis. Med. Microbiol., 2022, vol. 2022: 3399137. doi: 10.1155/2022/3399137
  5. Ali H.H.O., Yousif M.G. Detection of some virulence factors genes of Proteus mirabilis isolated from urinary tract infection. IJAR, 2015, vol. 3, no. 1, pp. 156–163.
  6. AL-Saadi B.Q., Hassan S.J., Kadhum S.H.M. Isolation of uropathogens from pediatric associated UTI, with special focus on the detection of Proteus vulgaris. Iraqi J. Biotechnol., 2015, vol. 14, no. 1, pp. 77–84.
  7. Back D.S., Shin G.W., Wendt K., Heo G.J. Prevalence of Salmonella spp. in pet turtles and their environment. Lab. Anim. Res., 2016, vol. 32, no. 3, pp. 166–170. doi: 10.5625/lar.2016.32.3.166
  8. Bader M.S., Loeb M., Brooks A.A. An update on the management of urinary tract infections in the era of antimicrobial resistance. Postgrad. Med., 2017, vol. 129, no. 2, pp. 242–258. doi: 10.1080/00325481.2017.1246055
  9. Bader M.S., Loeb M., Leto D., Brooks A.A. Treatment of urinary tract infections in the era of antimicrobial resistance and new antimicrobial agents. Postgrad. Med., 2020, vol. 132, no. 3, pp. 234–250. doi: 10.1080/00325481.2019.1680052
  10. Danilo de Oliveira W., Lopes Barboza M.G., Faustino G., Yamanaka Inagaki W.T., Sanches M.S., Takayama Kobayashi R.K., Vespero E.C., Dejato Rocha S.P. Virulence, resistance and clonality of Proteus mirabilis isolated from patients with community-acquired urinary tract infection in Brazil. Microb. Pathog., 2021, vol. 152: 104642. doi: 10.1016/j.micpath.2020.104642
  11. Davis R., Pezzlo M. Biochemical tests for the identification of aerobic bacteria. Clin. Microbiol. Proced. Handb., 2023, 5th Ed., ASM Press, Washington (DC), pp. 3.17-1-3.17-63. doi: 10.1128/9781683670438.CMPH.ch3.17
  12. Drzewiecka D. Significance and roles of Proteus spp. bacteria in natural environments. Microb. Ecol., 2016, vol. 72, pp. 741–758. doi: 10.1007/s00248-015-0720-6
  13. Foxman B. Urinary tract infection syndromes: occurrence, recurrence, bacteriology, risk factors, and disease burden. Infect. Dis. Clin. North Am., 2014, vol. 28, no. 1, pp. 1–13. doi: 10.1016/j.idc.2013.09.003
  14. Garcillán-Barcia M.P., Redondo-Salvo S., de la Cruz F. Plasmid classifications. Plasmid, 2023, vol. 126: 102684. doi: 10.1016/j.plasmid.2023.102684
  15. Ibrahim M.A., Faisal R.M. Molecular characterization of antibiotic resistance and virulence genes on plasmids of Proteus mirabilis isolated from urine samples of hospitals in Mosul City, Iraq. J. Appl. Nat. Sci., 2024, vol. 16, no. 2, pp. 830–841. doi: 10.31018/jans.v16i2.5526
  16. Jabur M.H., Al-Saedi E.A., Trad J.K. Isolation of Proteus mirabilis and Proteus vulgaris from different clinical sources and study of some virulence factors. J. Babylon Univ. Pure Appl. Sci., 2013, vol. 21, no. 1, pp. 43–48.
  17. Kidenya B.R., Mboowa G., Sserwadda I., Kanyerezi S., Nakafu E., Akaro I.L., Mkinze B., Joloba M.L., Seni J. Virulence genes and plasmid replicon profiles of selected β-lactamase-producing Acinetobacter baumannii in a Tanzanian hospital. J. Hosp. Infect., 2023, vol. 141, pp. 223–226. doi: 10.1016/j.jhin.2023.09.005
  18. Khudher K.K., Jabur S.G. The prevalence of some virulence plasmidic genes in Staphylococcus aureus infection. Plant Arch., 2020, vol. 20, no. 2, pp. 8851–8862.
  19. Kranz J., Bartoletti R., Bruyère F., Cai T., Geerlings S., Köves B., Schubert S., Pilatz A., Veeratterapillay R., Wagenlehner F.M.E., Bausch K., Devlies W., Horváth J., Leitner L., Mantica G., Mezei T., Smith E.J., Bonkat G. European Association of Urology guidelines on urological infections: summary of the 2024 guidelines. Eur. Urol., 2024, vol. 86, no. 1, pp. 27–41. doi: 10.1016/j.eururo.2024.03.035
  20. Krischak M.K., Rosett H.A., Sachdeva S., Weaver K.E., Heine R.P., Denoble A.E., Dotters-Katz S.K. Beyond expert opinion. A comparison of antibiotic regimens for infectious urinary tract pathology in pregnancy. AJP Rep., 2020, vol. 10, no. 4, pp. 352–356. doi: 10.1055/s-0040-1718384
  21. Latif B., Aleabdyn S.Z., Ahmed I.A. Comparative bacteriological and molecular study on some virulence factors of Proteus spp. isolated from clinical and environmental specimens. Int. J. Curr. Res. Acad. Rev., 2017, vol. 5, no. 5, pp. 26–33. doi: 10.20546/ijcrar.2017.505.005
  22. Mancuso G., Midiri A., Gerace E., Marra M., Zummo S., Biondo C. Urinary tract infections: the current scenario and future prospects. Pathogens, 2023, vol. 12, no. 4: 623. doi: 10.3390/pathogens12040623
  23. Mancini A., Pucciarelli S., Lombardi F.E., Barocci S., Pauri P., Lodolini S. Differences between community- and hospital-acquired urinary tract infections in a tertiary care hospital. New Microbiol., 2020, vol. 43, no. 1, pp. 17–21. doi: 10.1128/nmicrobiol.2020.432
  24. Matuszkiewicz-Rowińska J., Małyszko J., Wieliczko M. Urinary tract infections in pregnancy: old and new unresolved diagnostic and therapeutic problems. Arch. Med. Sci., 2015, vol. 11, no. 1, pp. 67–77. doi: 10.5114/aoms.2013.39202
  25. Mohamed E.B., Souissi M.N., Baccar A., Bouri A.A. CEO’s personal characteristics, ownership and investment cash-flow sensitivity: evidence from NYSE panel-data firms. J. Econ. Finance Admin. Sci., 2014, vol. 19, no. 37, pp. 98–103. doi: 10.1016/j.jefas.2014.10.002
  26. Mohammed G.J., Abdul-Razaq M.S. Molecular detection of fimbrial genes of Proteus vulgaris isolated from patients with urinary tract infection. Photon J. Microbiol., 2014, vol. 107, pp. 226–235.
  27. Mohammed S.O., Elshahaby O.A., Hafez E.E., Mohammed A.K., Ahmed E. Characterization and purification of urease enzyme from a new Proteus mirabilis strain. J. Adv. Sci. Res., 2014, vol. 5, no. 4, pp. 8–11.
  28. Momtaz H., Karimian A., Madani M., Safarpoor Dehkordi F., Ranjbar R., Sarshar M., Souod N. Uropathogenic Escherichia coli in Iran: serogroup distributions, virulence factors and antimicrobial resistance properties. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., 2013, vol. 12, no. 8, pp. 1–12.
  29. Naji H.F., Hassan A.A. Determining the occurrence of some virulence genes in Proteus species isolates. J. Life Sci. Appl., 2023, vol. 4, no. 2, pp. 75–87.
  30. O’Hara C.M., Brenner F.W., Miller J.M. Classification, identification and clinical significance of Proteus, Providencia and Morganella. Clin. Microbiol. Rev., 2000, vol. 13, no. 4, pp. 534–546.
  31. Old D.C. Antigenic relationships among type-3 fimbriae of Enterobacteriaceae revealed by immunoelectron-microscopy. J. Med. Microbiol., 1985, vol. 20, no. 1, pp. 113–121. doi: 10.1099/00222615-20-1-113
  32. Owaied H.Q., Jabur S.G. Molecular research of differences between chromosome and plasmid harbouring virulence and antibiotic-resistance genes in P. mirabilis. Egypt. J. Hosp. Med., 2022, vol. 89, no. 2, pp. 7950–7957. doi: 10.21608/ejhm.2022.277399
  33. Pathirana H.N.K.S., Silva B.C.J., Wimalasena S.H.M.P., Hossain S., Heo G.J. Comparison of virulence genes in Proteus species isolated from humans and pet turtles. Iran. J. Vet. Res., 2018, vol. 19, no. 1, pp. 48–52. doi: 10.22099/ijvr.2018.4768
  34. Ranjan A., Sridhar S.T.K., Matta N., Chokkakula S., Ansari R.K. Prevalence of urinary tract infection among pregnant women and its complications in newborns. Indian J. Pharm. Pract., 2018, vol. 10, no. 1, pp. 45–50.
  35. Ronanki S.P., Ramya P., Jagadeesh Babu A., Sreedevi B. Epidemiological surveillance, molecular characterisation and virulent gene expression of Proteus mirabilis and Proteus vulgaris from milk and meat samples. Pharma Innov. J., 2023, vol. 12, no. 1, pp. 2019–2032.
  36. Schaffer J.N., Pearson M.M. Proteus mirabilis and urinary tract infections. Urol. Int., 2017, vol. 105, pp. 383–433. doi: 10.1128/microbiolspec.uti-0017-2013
  37. Talebi A., Momtaz H., Tajbakhsh E. Frequency distribution of virulence factors and antibiotic-resistance genes in uropathogenic Proteus species isolated from clinical samples. Lett. Appl. Microbiol., 2023, vol. 76, no. 2: ovac043. doi: 10.1093/lambio/ovac043

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Ghali Jabur S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».