Laktik asit bakterilerinin yara enfeksiyonlarında önemli patojenlere karşı potansiyel etkilerinin belirlenmesi
Determination of the potential effects of lactic acid bacteria against important pathogens in wound infections
Yazar: TUĞÇE ÖNBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. FADİME KIRAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Bu çalışmada Laktik Asit Bakterilerinin (LAB) potansiyel etkileri önemli deri parojenlerinden Pseudomonas aeruginosa PAO1/ATCC 27853, metisilin dirençli Staphylococcus aureus ATCC 43300 ve bu türlerin deri kronik yara örneklerinden izole edilen hastane kaynaklı suşlarına karşı değerlendirilmiştir. 40 LAB izolatı arasından sağlıklı anne sütüyle beslenen bebek fekal mikrobiyotasından izole edilen Lactobacillus plantarum F-10 izolatı sergilediği güçlü antimikrobiyal ve antibiyofilm etkisi dikkate alınarak seçilmiştir. İzolatın canlı hücreleri ve hücre bağımsız ekstraktı (HBE) tüm patojenlerin gelişimini inhibe ederken, nötralize HBE'de bu etki gözlemlenmemiştir. İzolat hemolize neden olmamış ve yüksek otoagregasyon (% 51±4.1, 5.saat) ve ko-agregasyon özelliği sergilemiştir. Antibiyotik dirençlilik profili Avrupa Gıda Güvenilirlik Otoritesine göre güvenilir bulunmuştur. İzolatın laktik asit (151±11.8 g/L) ile hücre dışına salınan (1157±102 mg/L) ve hücre yüzeyine bağlı (750±32 mg/L) EPS üretimi de belirlenmiştir. Biyofilm oluşumu kristal viyole analizi ile ölçülmüş ve Taramalı Elektron Mikroskobu ve Konfokal Lazer Taramalı Mikroskop ile görüntülenmiştir. Tüm patojenlerde biyofilm oluşumunda % 100 azalma HBE'nin sub-MİK değeri (12.5 mg/mL) ile 24 saat birlikte inkübasyon neticesinde elde edilmiştir. HBE'nin sub-MİK değerinin Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 suşunun yeter sayı algılama kontrollü virülans faktörleri (hareket, proteaz ve elastaz aktivitesi, piyosiyanin ve ramnolipid üretimi) üzerine inhibisyon etkiye sahip olduğu da gözlemlenmiştir. HBE'nin antioksidan aktivitesi (toplam antioksidan etki, fenolik ve flavonoid içerik) araştırıldığında ise, sub-MİK değerinin DPPH radikalini giderici etkisi % 88.6±3.5 olarak belirlenmiştir. HBE'nin HT-29 hücre hattı üzerindeki sitotoksik etkisi (% 98±2.5) MTT analizi ile belirlenmiştir (IC50:5.9 mg/mL). Sonuç olarak araştırma bulgularımız, güvenilir özellikler sergileyen Lactobacillus plantarum F-10 izolatının antimikrobiyal, antibiyofilm, antioksidan ve yeter sayı algılama kontrollü bazı virülans faktörleri engelleyici özellikleri ile yara iyileşmesi açısından terapötik potansiyele sahip olabileceğini ve topikal uygulamalarının özellikle enfekte yaralara karşı biyo-kontrol stratejisi olarak tasarlanabileceğini göstermektedir.

Abstract:
In this study, the potential of Lactic Acid Bacteria (LAB) isolates was assessed against important skin pathogens as Pseudomonas aeruginosa PAO1/ATCC 27853, methicillin resistant Staphylococcus aureus ATCC 43300 as well as their hospital derived strains isolated from skin chronic wound samples. Lactobacillus plantarum F-10 isolated from fecal microbiota of healthy breast-fed infant, was selected through the 40 LAB isolates according to its strong antimicrobial and antibiofilm activity. Viable cells and the cell free extract (CFE) of the isolate were shown to inhibit the growth of all pathogens tested, while no inhibition was observed when CFE was neutralized. The isolate displayed no hemolysis and exhibited a strong autoaggregating phenotype (51±4.1 %, 5. hour) as well as co-aggregation. Antibiotic resistance profile was found to be safe according to European Food Safety Authority. Production of lactic acid (151±11.8 g/L) and release (1157±102 mg/L) and bound form (750±32 mg/L) of EPS were also determined. Biofilm formation was measured by crystal violet assay and visualized with Scanning Electron Microscopy and Confocal Laser Scanning Microscopy. 100 % reduction in biofilm formation of all skin pathogens was obtained by sub-MIC value (12.5 mg/mL) of CFE following 24 hours co-incubation. Inhibition of quorum sensing controlled virulence factors (motility, protease and elastase activity, production of pyocyanin and rhamnolipid) of Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 was also observed. When the antioxidant activity (total antioxidant effect, phenolic and flavonoid contents) of the CFE was investigated, DPPH radical scavenging capacity of the sub-MIC value was determined as 88.6±3.5 %. Cytotoxic effect of CFE (98±2.5 %) on HT-29 cells was detected using MTT assay (IC50:5.9 mg/mL). In conclusion, our results suggest that Lactobacillus plantarum F-10 may have a therapeutic potential as a reliable safe isolate in terms of wound healing with its antimicrobial, antibiofilm, antioxidant and anti-quorum sensing activity. Besides, topical application of this isolate may be used to design as a bio-control strategy for infected wounds.