Eritromisinin sub-minimum inhibitör konsantrasyonlarının Bordetella pertussis tohama – I üzerindeki in vitro etkileri
In vitro activity of sub-minimum inhibitor concentrationsof erythromycin on Bordetella pertussis tohama – I
Yazar: BERFİN EROĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU EMİNE TEFON ÖZTÜRK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Boğmaca, Bordetella pertussis bakterisinin neden olduğu, yüksek oranda bulaşıcı,
özellikle bebeklerde ölüme neden olan akut bir solunum yolu hastalığıdır. Her ne kadar 
çocukluk çağı hastalığı olarak bilinse de ergen ve yetişkinlerde de sıklıkla görülmektedir. 
Dünya genelinde boğmacaya karşı yapılan aşılama kampanyaları dâhilinde yaygın 
aşılamaya rağmen halen vaka sayılarının yüksek olduğu görülmektedir. Özellikle zaman 
içinde bakterinin virülans faktörlerine ait genlerinde meydana gelen değişimlerin aşıların 
etkinliklerinin azalmasına ve vaka sayılarının artmasına önemli derecede katkı sağladığı 
düşünülmektedir. 
Makrolid grubu antibiyotikler boğmaca hastalığı tedavisinde yaygın olarak 
kullanılmaktadır. Antibiyotiklerin sürekli kullanımında bakterilerin antibiyotiklere karşı 
direnç geliştirdiği, hatta düşük dozlarda kullanımlarında söz konusu bakterinin virülans 
genlerinin ekspresyon seviyelerinde değişikliklere sebep olabildiği bilinmektedir. Ancak 
B. pertussis için antibiyotiklerin sub-minimum inhibisyon konsatrasyonlarının (subMİK) bakterinin virülans özelliklerine ve gen ekspresyon seviyelerine etkisi ile ilgili 
detaylı çalışma bulunmamaktadır. Yapılan bu çalışmada eritromisin antibiyotiğinin 
minimum inhibisyon konsantrasyonu (MİK) belirlenerek antibiyotiğin sub-MİK 
konsantrasyonlarının B. pertussis bakterisinin büyüme kapasitesi, biyofilm oluşturma 
kapasitesi, pertussis toksin (ptxS1) ve pertaktin (prn) genlerinin ekspresyon seviyesine 
olan etkileri incelenmiştir. Çalışma sonunda eritromisinin 1/2, 1/4 ve 1/8 MİK dozlarının 
bakteri hücresinin büyümesini yüksek oranda engellediği görülmüştür. Antibiyotiğin
1/16, 1/32 ve 1/64 sub-MİK konsantrasyonlarında ise B. pertussis'in büyüme kapasitesi 
kontrole göre anlamlı derecede azalmıştır. Eritromisinin 1/2, 1/4 ve 1/8 MİK dozlarında 
çok az büyüme olduğu için biyofilm ve ekspresyon analizlerine 1/16, 1/32 ve 1/64 MİK 
konsantrasyonlarında devam edilmiştir. Eritromisinin sub-MİK konsantrasyonlarında 
biyofilm oluşturabilme kapasitesinin antibiyotik miktarına paralel olarak anlamlı
derecede azaldığı görülmüştür. Benzer şekilde ptxS1 ve prn genlerinin ekspresyon 
seviyeleri kontrole göre istatistiksel olarak anlamlı derecede azalmıştır. İlginç bir şekilde
ptxS1 ve prn genlerinin ekspresyon seviyelerinde 1/32 sub-MİK konsantrasyonunun 
ekspresyon seviyesinin diğer sub-MİK konsantrasyonlarından daha yüksek olduğu 
görülmüştür. Ancak aralarında istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktur.
Bu tez çalışması antibiyotiklerin sub-MİK'lerinin B. pertussis hücrelerine olan 
etkilerinin araştırılması açısından eritromisin özelinde gerçekleştirilen ilk çalışmadır ve 
elde edilen bu sonuçlar bilimsel açıdan oldukça önemlidir. Ayrıca boğmaca tedavisinde 
yaygın olarak kullanılan eritromisin antibiyotiğinin sub-MİK dozlarının B. pertussis'e 
olan etkilerinin belirlenmesi açısından bir başlangıç olan bu çalışma antibiyotiğin klinikte 
kullanımının ilgili bakteriye olan etkilerinin daha detaylı incelenmesi açısından ileride 
yapılacak çalışmalara yol gösterecektir.

Abstract:
Whooping cough (pertussis) is an acute respiratory disease caused by Bordetella 
pertussis that leads to death, especially in infants. Although it is known as a childhood 
disease, it is also common in adolescents and adults. Vaccination campaigns against 
pertussis have reduced the number of cases over time. However, despite widespread 
vaccination, the number of cases remains high today. Changes in the genes of the 
bacterium's virulence factors, in particular, have contributed significantly to the increase 
in the number of cases over time by reducing the effectiveness of vaccines.
Macrolide group antibiotics are widely used in the treatment of pertussis. It is 
known that bacteria develop resistance to antibiotics when high doses of antibiotics are 
used and that the use of low doses can lead to changes in the expression of virulence genes 
of the bacteria in question. However, there are no detailed studies on the effects of subminimum inhibitory concentrations (sub-MIC) of antibiotics on gene expression and 
virulence of B. pertussis. In this study, the minimum inhibitory concentration (MIC) of 
erythromycin was determined and the effects of sub-MIC concentrations on growth 
capacity, biofilm-forming capacity, pertussis toxin (ptxS1), and pertactin (prn) gene 
expression of B. pertussis were investigated. It was found that 1/2, 1/4, and 1/8 MIC doses 
of erythromycin significantly inhibited the growth of B. pertussis. The growth capacity 
of B. pertussis was significantly decreased at 1/16, 1/32, and 1/64 sub-MIC
concentrations of erythromycin compared to the control. There was no significant growth 
at 1/2, 1/4, and 1/8MIC doses of erythromycin. Therefore, biofilm, and gene expression 
analyses were continued at 1/16, 1/32, and 1/64MIC concentrations. The ability of B. 
pertussis to form biofilms in sub-MICs decreased significantly in parallel with the 
erythromycin dose. Expression levels of ptxS1 and prn genes were also statistically 
significantly decreased at sub-MIC concentrations compared with controls. Interestingly, 
the expression levels of ptxS1 and prn were higher at 1/32 sub-MIC then at than the other 
sub-MICs. However, there is no statistically significant difference between them.
This thesis is the first study to investigate the effects of sub-MICs of antibiotics 
on B. pertussis cells, and these results are important from a scientific point of wiev.
Expression levels of ptxS1 and prn genes were also statistically significantly decreased at 
sub-MIC concentrations compared with controls.