Klinik Pseudomonas aeruginosa suşlarının çevreyi algılama sistemine tıbbi ve aromatik bitki özütlerinin etkisinin araştırılması
Investigation of effects of medicinal and aromatic plants extracts on quorum sensing system of clinical Pseudomonas aeruginosa isolates
Yazar: DEMET HANÇER AYDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. GÜLGÜN TINAZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Disk difüzyon yöntemi = Disk diffusion method ; Elastaz = Elastase ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Proteolitik aktivite = Proteolytic activity ; Pseudomonas aeruginosa = Pseudomonas aeruginosa ; Tıbbi bitkiler = Plants-medicinal

Özet:
Pseudomonas aeruginosa, ağır seyirli hastane enfeksiyonları, bağışıklık sistemi baskılanmış hastalarda hayatı tehdit eden enfeksiyonlar, kistik fibroz hastalarında kronik enfeksiyonlar oluşturan bir fırsatçı patojendir. Enfeksiyonların patogenezinde; elastaz, alkalen proteaz, piyosiyanin, fosfolipaz ve ekzotoksin A gibi çeşitli virülens faktörlerinin üretimini düzenleyen, çevreyi algılama (quorum sensing) olarak adlandırılan hücreden hücreye iletişim sistemi sorumlu tutulmaktadır. P. aeruginosa AHL (açilhomoserin lakton) temelli ve birbiri ile ilişkili iki quorum sensing sistemine sahiptir; las ve rhl. Bu sistem ile bakteri, bulunduğu ortamda kendi populasyon yoğunluğunu algılayarak sinyal molekülleri eşik değere ulaştığında belirli virülens faktörlerinin üretimini düzenlemektedir. P. aeruginosa'da gözlenen yüksek antibiyotik direnci, yeni tedavi seçenekleri arayışına yol açmış ve bu amaca hizmet edebilecek çevreyi algılama sisteminin inhibisyonu mercek altına alınmıştır. Bu çalışma kapsamında, 36 klinik P. aeruginosa suşu çevreyi algılama sisteminde rol oynayan lasR, lasI, rhlR ve rhlI genlerinin varlığı açısından analiz edilmiştir. Ayrıca çeşitli çözücüler kullanılarak elde edilen 18 bitki özütü ve aromatik bitkilerden ekstrakte edilen 15 uçucu yağ, QSIS1 biyomonitör suşu kullanılarak çevreyi algılama sistemi üzerinde engelleyici aktiviteleri bakımından taranmıştır. Bu özütlerden sadece ikisi çevreyi algılama sistemini engellemiştir: Anason (Pimpinella anisum) ve ylang ylang (Cananga odorata) uçucu yağları. GC-MS analizi ylang ylang ve anason yağlarının ana bileşenlerinin sırasıyla alfa iyonen (%14,8) ve trans-anetol (%78,4) olduğunu göstermiştir. Alfa iyonen ve trans-anetolün P. aeruginosa'da las ve rhl sistemlerinin kontrolünde olan elastaz, kayma, piyosiyanin ve proteaz gibi virülens faktörlerinin üretimini engelleyebildiği tespit edilmiştir.

Abstract:
Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen causing life threatening infections in immunocompromised patients, severe nosocomial infections in hospital settings and chronic infections in cystic fibrosis patients. In the pathogenesis of these infections, cell to cell communication system of the bacteria, known as the quorum sensing system, is held responsible for regulating production of various virulence factors such as elastase, alkaline protease, piyocyanin, phospholipase and exotoxin A. P. aeruginosa possesses AHL (acylhomoserine lactone) mediated and interrelated two quorum sensing sytems; las and rhl. P. aeruginosa perceives local density of their population by the quorum sensing system and as the concentration of the signalling molecules passes a threshold, bacteria regulate production of certain virulence factors. Due to high resistance rate to antimicrobials of this bacteria alternative therapaeutic approaches, especially related with the QS systems have been searched. In this work, 36 clinical P. aeruginosa strains were analysed for presence of quorum sensing genes lasR, lasI, rhlR and rhlI. In addition, 15 essential oils extracted from various aromatic plants and 18 plant extracts extracted using different solvents were screened for anti-QS activity using a biomonitor strain, QSIS1. Of these extracts two showed QS inhibition: Anise (Pimpinella anisum) and ylang ylang (Cananga odorata) essential oils. GS-MS analysis revealed that alpha ionone (14,8%) and trans-anethole (78,4%) are the major constituents of ylang-ylang oil and anise oil, respectively. It is proved that alpha ionone and trans-anethole can be blocked production of virulence factors such as elastase, swarming, piyocyanin and protease which is under the influence of the systems of las and rhl in P. aeruginosa.