Dental plak gideriminde mikrobiyota kaynaklı post-biyotik mediatörlerin etkinliğinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effectiveness of microbiota derived post-biotic mediators in dental plaque  removal
Yazar: EMINE OMER OGLOU
Danışman: DOÇ. DR. FADİME KIRAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Biyofilmler = Biofilms ; Dental plak = Dental plaque ; Streptococcus mutans = Streptococcus mutans

Özet:
Dünya çapında en yaygın hastalıklardan biri olarak kabul edilen diş çürükleri aynı zamanda önemli bir halk sağlığı sorunudur. Diş plağına (biyofilm) neden olan temel karyojenik bakteriler arasında yer alan Streptococcus mutans ise diş çürüğünün temel etiyolojik patojeni olarak dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, mikrobiyota kaynaklı post-biyotik mediatörlerin (PM) diş çürüğü patogenezindeki etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, yeni doğan bebek fekal mikrobiyotası kaynaklı Lactobacillus plantarum EIR/IF-1, yunus bağırsak mikrobiyotası kaynaklı Lactobacillus curvatus EIR/DG-1 ve bal arısı bağırsak mikrobiyotası kaynaklı Lactobacillus curvatus EIR/BG-2 suşlarından elde edilen PM'lerin Streptococcus mutans ATCC 25175 suşuna karşı antibakteriyel etkileri kuyu difüzyon yöntemi ile antibiyofilm etkinlikleri ise kristal viyole boyama esasına göre belirlenmiştir. Yetersayı algılama ilişkili gen ifadelerinin seviyeleri ise moleküler teknikler kullanılarak değerlendirilmiştir. En yüksek antibakteriyel etki (pH'ya bağlı), EIR/IF-1'den elde edilen PM kullanımı neticesinde gözlemlenmiştir. PM'lerin sub-MİK dozları, birlikte inkübasyon ve ön-muamele neticesinde karyojenik biyofilm oluşumunu ortadan kaldırmıştır. Hücre canlılığının azalması ve biyofilm oluşumundaki kayda değer değişiklikler, hem cam yüzeyler hem de ex vivo insan diş yüzeyleri üzerinde mikroskobik olarak da doğrulanmıştır. PM'lerin düşük dozları ise hücre canlılığını inhibe etmeksizin virülans ve yetersayı algılama ilişkili gtfC, comA ve comX genlerinin ifadelerini baskılamıştır. Çoklu etki gösteren PM'lerin organik asit, yağ asiti ve vitamin içerikleri de kromatografik analizler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İçerik analizleri neticesinde tüm PM'lerde en yüksek oranda tespit edilen organik asit laktik asit olarak belirlenmiştir. B-vitamin kompleksleri ise en yüksek bulunan vitaminler olarak tespit edilmiştir. Elde edilen veriler, biyolojik olarak aktif ve işlevsel moleküller içeren PM'lerin, diş çürüğü patogenezinin önlenmesinde yeni, doğal ve güvenli bir strateji olarak tasarlanabileceğine işaret etmektedir.

Abstract:
Dental caries is consdiered not only one of the most prevalent diseases worldwide, but also a public health problem, undoubtedly. Among the various types of cariogenic bacteria that cause dental plaque, Streptococcus mutans draws attention as the major etiological pathogen of dental caries. The present study aimed to assess the influence of microbiota-derived post-biotic mediators (PM) on the pathogenesis of dental caries. Within this aim, the antibacterial activity of PMs obtained from Lactobacillus plantarum EIR/IF-1 derived from infant fecal microbiota, Lactobacillus curvatus EIR/DG-1 derived from dolphin gut microbiota, and Lactobacillus curvatus EIR/BG-2 derived from honey bee gut microbiota, against Streptococcus mutans ATCC 25175 were analyzed by agar well diffusion assay and antibiofilm activities were determined according to crystal violet staining principle. The levels of quorum sensing related gene expressions were also evaluated using molecular techniques. The highest antibacterial effect (dependent on pH) was observed with the use of PM from EIR/IF-1. Sub-MIC doses of PMs were eliminated the cariogenic biofilm formation following the co-incubation and pretreatment assays. The reduction of cell viability and notable changes in biofilm formation was also confirmed microscopically both on glass coverslips and ex vivo human teeth surfaces by microscopic tools. Low doses of PMs down-regulated the expression of gtfC, comA, and comX, without any significant growth inhibition. Organic acid, fatty acid and vitamin content analyzes of multi-functional PMs were also carried out using chromatographic analyses. As a result of the content analysis, the highest organic acid detected in all PMs was determined as lactic acid. B-vitamin complexes were found to be the most abundant vitamins. The obtained data indicate that PMs containing biologically active and functional molecules can be designed as a new, natural and safe strategy for the prevention of dental caries pathogenesis.