MRSA etkenli yara enfeksiyonlarında yeni tedavi stratejilerinin araştırılması
Investigation of new treatment strategies in wound infections caused by MRSA
Yazar: BURÇİN ÇİV
Danışman: PROF. DR. NİZAMİ DURAN
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Kapsaisin = Capsaicin ; Kumarinler = Coumarins ; Mupirosin = Mupirocin ; Nisin = Nisin ; Sinerji = Synergy ; Yara enfeksiyonu = Wound infection

Özet:
Amaç: Bu çalışmada Nisin, Kumarin ve Kapsaisin'in in-vitro ve in-vivo olarak MRSA'ya karşı etkinliğinin araştırılması amaçlandı. Bu amaçla in-vitro deneylerde bu biyolojik komponentlerin hücre adezyonu ve invazyonu, canlılık, biyofilm oluşturma kapasitesi ve mecA ve blaz ilaç direnç genlerinin ekspresyon seviyeleri üzerindeki etkinlikleri değerlendirildi. Çalışmada farelerde deneysel olarak oluşturulan MRSA ile enfekte yaralarda bu bileşiklerin ve farklı kombinasyonlarının yara iyileşmesi üzerindeki etkinliklikleri de araştırılmıştır. Materyal ve Yöntem: Deneylerde öncelikle Nisin, Kumarin ve Kapsaisin'in Vero hücre hattında MTT yöntemiyle non-sitotoksik konsantrasyonları tespit edildi. Etkinlik çalışmaları non-sitotoksik konsantrasyonlar dahilinde gerçekleştirildi. Bu üç biyolojik komponentin tekli ve farklı kombinasyonlarının hücre adezyonu ve invazyonu üzerindeki etkinlikleri, biyofilm üretimi üzerindeki rolü ve RT-PCR yöntemiyle de blaZ ve mecA gen ekspresyonu üzerindeki etkinlikleri değerlendirildi. Ayrıca yara iyileşmesi üzerindeki etkinlikleri histopatolojik değerlendirmelerle gerçekleştirildi. Bulgular: Nisin, Kapsaisin ve Kumarin'in non-toksik konsantrasyonları sırasıyla 15.6μg/ml, ≤50 μg/ml, ve ≤0.65 mg/ml olarak tespit edildi. En güçlü antibakteriyel etkinlik sırasıyla Nisin, Kumarin ve Kapsaisin tedavi gruplarında tespit edildi. Nisin'in anti-MRSA etkinliği Mupirosin'in etkinliği ile kıyaslandığında anlamlı derecede daha yüksek bulundu (p=0.042). Nisin artı Mupirosin kombine kullanımının anti-MRSA aktivitesi tekli Mupirosin kullanımından anlamlı derecede daha yüksekti (p=0.046). Kapsaisin artı Mupirosin, Kumarin artı Mupirosin tedavi gruplarının etkinliği tekli Mupirosin'in etkinliğinden anlamlı derecede yüksek idi (p=0.049). En güçlü etkinliğin Nisin artı Kapsaisin artı Kumarin artı Mupirosin kombinasyonuyla elde edildi (p=0.046). Kumarin artı Nisin artı Mupirosin ve Kapsaisin artı Kumarin artı Nisin artı Mupirosin kombinasyonlarının mikroorganizmanın slime üretimi üzerinden etkili olduğu, anlamlı düzeyde slime oluşumunu inhibe ettiği saptandı (p<0.01). Kapsaisin artı Kumarin artı Nisin artı Mupirosin tedavi grubunda bakterinin hücre adezyonu üzerindeki etkinliği en güçlü düzeyde saptanırken, Nisin artı Mupirosin, Kapsaisin artı Nisin artı Mupirosin, Kumarin artı Nisin artı Mupirosin ve Kapsaisin artı Kumarin artı Nisin artı Mupirosin tedavi gruplarında hücresel invazyonun Mupirosinle
kıyaslandığında anlamlı derecede yüksek olduğu tespit edildi (p<0.05). Nisin, Kumarin ve Kapsaisin'in hem mecA hem de blaZ gen ekspresyonu üzerindeki etkinlikleri kontrol grubuyla kıyaslandığında ekspresyon seviyeleri daha düşük, etkinlik anlamlı derecede daha yüksek idi. Ayrıca Kapsaisin artı Kumarin artı Nisin artı Mupirosin tedavi grubunda yara iyileşmesinin Mupirosin tedavi grubuyla kıyaslandığında antimikrobiyal etkinliğin daha güçlü, yara iyileşmenin daha hızlı olduğu tespit edildi. Sonuç: Nisin, Kapsaisin ve Kumarin'in birbirleriyle ve Mupirosinle farklı kombinasyonlarının MRSA'ya karşı güçlü etkinlikler ve sinerjiler oluşturduğu tespit edildi. Kapsaisin artı Kumarin artı Nisin artı Mupirosin kombinasyonunun S.aureus'un hem ilaç direncinin hem de slime üretimine karşı güçlü bir etkinlik sergilediği oldukça önemli bir alternatif olabileceğini düşünmekteyiz. Bu komponentlerin ve kombinasyonlarının ilaç direncine bağlı tüm dünyada artan morbidite ve mortaliteye karşı önemli alternatif seçenekler olarak kullanılabileceği kanaatindeyiz. Anahtar kelimeler: Nisin, Kapsaisin, Kumarin, enfeksiyon, yara, Mupirosin, sinerjistik etki.

Abstract:
Purpose: In the study, the effectiveness of Nisin, Coumarin and Capsaicin against MRSA was investigated in-vitro and in-vivo. For this purpose, the efficacy of these biological components on cell adhesion and invasion, viability, biofilm forming capacity and expression levels of "mecA" and "blaZ" drug resistance genes against S.aureus in-vitro conditions were evaluated. The efficacy of these compounds and their different combinations on wound healing in experimentally induced MRSA-infected wounds in mice was investigated.
Materials and Methods: First of all, non-cytotoxic concentrations of Nisin, Coumarin and Capsaicin were determined in Vero cell line by MTT method. Efficacy studies were performed within these determined non-cytotoxic concentrations. The efficacy of single and different combinations of these three biological components on cell adhesion and invasion, their role in biofilm production, and their efficacy on the expression levels of "blaZ" and "mecA" genes were evaluated by RT-PCR method. In addition, the efficacy of these components on wound healing was performed by histopathological evaluations.
Results: The non-toxic concentrations of Nisin, Capsaicin and Coumarin were 15.6μg/ml, ≤50 μg/ml, and ≤0.65 mg/ml, respectively. The strongest antibacterial activity was detected in the Nisin, Coumarin and Capsaicin treatment groups, respectively. The anti-MRSA activity of Nisin was found to be significantly higher compared to Mupirocin (p=0.042). The anti-MRSA activity of the Nisin plus Mupirocin combination was significantly higher than that of Mupirocin (p=0.046). The efficacy of Capsaicin plus Mupirocin, Coumarin plus Mupirocin treatment groups was significantly higher than the efficacy of Mupirocin (p=0.049). The strongest efficacy was obtained with the combination of Nisin plus Capsaicin plus Coumarin plus Mupirocin (p=0.046). Coumarin plus Nisin plus Mupirocin and Capsaicin plus Coumarin plus Nisin plus Mupirocin combinations were effective on slime production of the microorganism, inhibiting slime formation significantly (p<0.01). In the Capsaicin plus Coumarin plus Nisin plus Mupirocin treatment group, the effect of bacteria on cell adhesion was determined to be the strongest. In the Nisin plus Mupirocin, Capsaicin plus Nisin plus Mupirocin, Coumarin plus Nisin plus Mupirocin, and Capsaicin plus Coumarin plus Nisin plus Mupirocin treatment groups, cellular
XVIII
invasion was significantly higher compared to Mupirocin (p<0.05). Nisin, Coumarin and Capsaicin were found to be significantly lower than the control group in inhibition of both "mecA" and "blaZ" gene expressions. In addition, wound healing in the Capsaicin plus Coumarin plus Nisin plus Mupirocin treatment group was found to be stronger and wound healing faster, when compared to the Mupirocin group.
Conclusion: Different combinations of Nisin, Capsaicin and Coumarin with each other and with Mupirocin developed strong efficacy and synergies against MRSA. The combination of Capsaicin plus Coumarin plus Nisin plus Mupirocin showed strong efficacy against both drug resistance and the slime production of S.aureus. We think that this formulation can be a very important alternative in treatment. These components and combinations may be important alternative options against increasing morbidity and mortality all over the world due to drug resistance.
Key words: Nisin, Capsaicin, Coumarin, infection, wound, mupirocin, synergistic effect.