Pseudomonas aeruginosa suşlarının çevreyi algılama sistemine fenolik maddelerin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of phenolic compounds on quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa isolates
Yazar: AYLİN UĞURLU
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL KARAHASAN
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıkları = Clinical Microbiology and Infectious Diseases
Dizin: Pseudomonas aeruginosa = Pseudomonas aeruginosa ; Virülans = Virulence ; Çevre algılama = Environment identification ; İnhibitör = Inhibitor

Özet:
Pseudomonas aeruginosa, özellikle kanser, AIDS, ameliyat, sitotoksik ilaç kullanımı,
yanık, kistik fibroz gibi altta yatan bir kolaylaştırıcı faktör bulunması durumunda çeşitli vücut
bölgelerinde hastalık oluşturabilen fırsatçı bir patojendir. Hastanede yatan hastalarda sıklıkla
enfeksiyon oluşturmakta ve konvansiyonel antibiyotiklere karşı giderek artan direnç oranları,
yeni terapötik seçeneklerin keşfini zorunlu kılmaktadır. P.aeruginosa patojenitesi hücre yapısı
ile ilişkili ve elastaz, alkalin proteaz, piyosiyanin ve ramnolipidler gibi hücre dışına salınan
virülans faktörleri ile sağlanmaktadır. Biyofilm oluşumu ve hücre dışına salınan virülans
faktörlerinin çoğunun ifadesi sıklıkla quorum sensing (QS) olarak adlandırılan bir mekanizma
ile kontrol edilir.
Çalışmamızda gıdalarda bulunan bazı doğal fenolik maddelerin virulans faktörleri
üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Kullandığımız tüm fenolik maddeler özellikle kayma hareketi
üzerinde çok etkili bir inhibisyona neden olmuş; bu oran PAO1 suşu üzerinde kafeik asit,
vanilik asit, sinamik asit, ferulik asit için sırasıyla %87, %83, %80.6 %76.5 olarak
belirlenmiştir. İnhibitör etki biyofilm üretimi üzerinde de saptanmış, PAO1 suşu üzerinde
özellikle vanilik asitin (%66.7) ve sinamik asitin (%60) bu aşamada etkili olduğu
görülmüştür. P.aeuruginosa?nın piyosiyanin üretimine olan etkisi orta ve düşük düzeyde
kalmış, PAO1 suşu üzerinde en fazla etkiyi gösteren sinamik asit %58.4 oranında, kafeik asit
%37 , vanilik asit %32, ferrulik asit %23 oranında etkili bulunmuştur. Elastaz üretimine etki
oldukça düşük oranlarda kalmış, PAO1 suşu üzerinde sinamik asit %25, ferrulik asit %20,
vanilik asit %10 oranında inhibitör etki göstermiş, kafeik asit ise tamamen etkisiz
bulunmuştur.
Sonuç olarak, çalışmada kullandığımız bileşikler antibakteriyel aktivite
göstermemelerine rağmen, QS inhibitör etki göstermiş; en güçlü inhibisyon etkisinin kayma
hareketi ve biyofilm oluşumu üzerine olduğu saptanmıştır. Eğer çalışmamızda olduğu gibi
kayma hareketi ve biyofilm oluşumu doğal bileşikler ile inhibe edilebilirse, bakterilerin
yüzeye tutunamayacağı ve kronik enfeksiyon geliştiremeyeceğini söyleyebiliriz.
Antimikrobiyal direnç gelişiminin ve ilaç yan etkilerinin üstesinden gelmede antibiyotikler ile doğal bileşikler kombine edilebilir.

Abstract:
Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that infects patients with cancer
or AIDS, patients immunocompromised by surgery, cytotoxic drugs or burn wounds, people
with cystic fibrosis. High rate of infections among hospitalized patients and infection severity
has persisted in the last decades and increased resistance rate to conventional antimicrobials
raised a crucial need to explore new therapeutic options. P.aeruginosa pathogenicity is
attributed to the production of cell associated and extracellular virulence factors including
elastases, alkaline protease, pyocyanin and rhamnolipids. Expression of extracellular
virulence factors as well as biofilm formation is often controlled in a cell-dependent fashion
through a mechanism known as quorum sensing (QS).
In our study, the effect of some natural phenolic substances, present in many nutrients on
virulence factors is tested. All the phenolic compounds tested were effective especially on
swarming; the inhibition rates of PAO1 strain caffeic acid, vanilic acid, cinnamic acid, ferulic
acid are 87 %, 83 %, 80.6 %,76.5%; respectively. The inhibitory effect is also detected on
biofilm formation in PAO1 strain; especially vanilic acid (66.7 %) and cinnamic acid (60 %)
were found to be effective. The effect on pyocyanin production of P.aeruginosa, was medium
and low level; the most effective is found to be cinnamic acid (58.4 %), then caffeic acid (37
%), vanilic acid (32 %) ferulic acid (23 %) in PAO1 strain. The effect on elastase production
of P.aeruginosa, was at low level; cinnamic acid (25 %), ferulic acid (20 %), vanilic acid (10
%) in PAO1 strain. Caffeic acid had no inhibitory effect on elastase production.
In conclusion, none of those products showed antibacterial activity but all had QS inhibitory
effect. The most powerful inhibiton was on the swarming motility and biofilm formation. We
may suggest that if swarming and consecutive biofilm formation could be inhibited by the
natural products as shown in our study, the bacteria could not attach to the surfaces and
produce chronic infections. Antibiotics and natural products could be combined to overcome
antimicrobial resistance and drug side effects.