Biyofilm oluşturan stafilokoklara karşı antibiyotiklerin tek başına ve difüze olan sinyal faktörü ile kombinasyonlarının in vitro araştırılması
In vitro investigation of antibiotics alone and in combination with diffusible signal factor against biofilm forming staphylococci
Yazar: MERVE BİLGİN
Danışman: DOÇ. DR. SİBEL DÖŞLER
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Antibiyotikler-kombine = Antibiotics-combined ; Staphylococcus = Staphylococcus ; Staphylococcus aureus = Staphylococcus aureus ; Staphylococcus epidermidis = Staphylococcus epidermidis ; Çapraz enfeksiyon = Cross infection ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Geçmişten günümüze en önemli patojen bakteriler arasında yer alan Stafilokokların, hastane ve toplum kökenli enfeksiyonların en yaygın etkenleri arasında bulundukları bilinmektedir. Bu çalışmada, yüksek mortalite ve morbiditeye yol açan metisiline dirençli ve duyarlı Stafilokok suşlarının planktonik formları ve olgun biyofilmlerine karşı yeni antimikrobiyal ve antibiyofilm mekanizmalarından kabul edilen DSF ve BDSF gibi QS sinyal moleküllerinin çeşitli antibiyotiklerle kombinasyon halindeki in vitro etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. 
Bu amaçla farklı hastalardan izole edilen 5'i S. epidermidis 10'u S. aureus olmak üzere 15 klinik suşun kristal viyole ile boyama yöntemiyle biyofilm oluşturma özellikleri incelenmiş, 7'sinin güçlü, 2'sinin orta, 6'sının zayıf biyofilm oluşturdukları belirlenmiştir. Planktonik formdaki bakterilere karşı antibiyotiklerin tek başlarına ya da QS sinyal molekülleri ile birlikte minimum inhibitör konsantrasyonları (MİK), biyofilm formlarına karşı ise minimum biyofilm eradike edici konsantrasyonları (MBEK) ve zamana bağlı ölüm oranları belirlenmiştir. Sonuç olarak en düşük MİK değerleri siprofloksasin ve gentamisinle, MBEK değeri ise siprofloksasinle elde edilmiştir. QS sinyal moleküllerinden DSF, vankomisin ve gentamisinin MİK'lerini 2-8 kat, BDSF ise siprofloksasin ve gentamisinin MİK'lerini 2-32 kata kadar azaltmıştır. BDSF gentamisinin MBEK'ini 64, DSF ise meropenemin MBEK'ini 8 kata kadar azaltarak en kuvvetli etkileri göstermişlerdir. Zamana bağlı öldürme deneylerinde QS sinyal moleküllerinin antibiyotiklerin etkisini arttırıcı özelliklerinin genellikle ilk 6 saatte görüldüğü, 24. saatte ise DSF'nin vankomisin, linezolid ve gentamisinle, BDSF'nin ise daptomisin, gentamisin ve meropenemle birlikte canlı bakteri sayısını tek başına kullanılan antibiyotiğe kıyasla 2 log'a kadar azalttıkları belirlenmiştir.

Anahtar kelimeler: QS sinyal molekülleri, antibiyotikler, antibiyofilm aktivite, S. aureus,
S.epidermidis

Abstract:
Staphylococci are one of the most important pathogenic bacteria and known to be the most common causes of hospital and community-acquired infections. This study aimed to investigate the in vitro effects of QS signaling molecules, such as DSF and BDSF in combination with various antibiotics, against planktonic and mature biofilm cells of methicillin resistant and susceptible Staphylococci.
For this purpose, the biofilm formation of 15 clinical strains were tested with crystal violet staining method. 7 of them were strong, 2 of them were medium and 6 of them were weak biofilm formers. Then, minimum inhibitory concentrations (MIC) of antibiotics alone and in combination with QS signaling molecules against planktonic cells, a minimum biofilm eradication concentration (MBEC) and time kill rates against biofilms were determined. As a result, the lowest MIC's were obtained with ciprofloxacin and gentamicin, and the MBEC's with ciprofloxacin. DSF decreased the MIC's of vancomycin and gentamicin about 2-8 fold while BDSF decreased ciprofloxacin and gentamicins' MICs, 2-32 fold. BDSF showed the strongest effect by decreasing MBEC's of gentamicin to 64 fold and DSF decreasing meropenem's 8 fold. In time kill studies, QS signaling molecules enhanced the activities of antibiotics in first 6 hours, generally. At 24 th hour, it was determined that DSF in combination with vancomycin, linezolid and gentamycin; and BDSF with daptomycin, gentamicin and meropenem decreased the number of viable cells in biofilms up to 2 log, compared to the antibiotic used alone.


Key Words: QS signal molecules, antibiotics, antibiofilm activity, S. aureus, S.epidermidis