İnek sütünden eksozom eldesi ve  antimikrobiyal etkinliklerinin  araştırılması
Investigation of exosomes from cow milk and antimicrobial effects of exosomes
Yazar: BÜŞRA EROL
Danışman: DOÇ. DR. GÖKÇEN DİNÇ
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Antienfektif ajanlar = Anti infective agents ; Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Eksozomlar = Exosomes ; Süt = Milk ; İnek sütü = Cow milk

Özet:
Eksozomlar, daha küçük hücre içi membran nanoparçacık vezikülleri olan, doğal olarak oluşan hücre dışı veziküllerin bir alt popülasyonudur. Eksozomların lipidleri, proteinleri, mRNA'ları, kodlamayan RNA'ları ve DNA'ları taşımak ve çeşitli biyolojik süreçlerde uzun mesafeli hücreler arası iletişimi yaymak için mükemmel nano taşıyıcılar olduğu kanıtlanmıştır. Çeşitli hücre hattı veya biyolojik sıvıdan türetilen eksozomlar arasında, süt eksozomları doğada bol miktarda bulunur. Süt, ticari olarak temin edilebilen tek eksozom içeren biyolojik sıvıdır. Süt bileşimi çevresel faktörlerden etkilense de süt bileşimindeki farklılıklara rağmen, sütün ana yapı taşları tüm memelilerde ortaktır. Süt kaynaklı eksozomların hücrelere girebileceğini ve gen ekspresyonu gibi biyolojik ve hücresel fonksiyonları düzenleyebildiği bilinmektedir Bu bağlamda, süt eksozomları, çeşitli hastalıkların tedavisine yönelik yeni terapötik yaklaşımlar için benzersiz ve umut verici adaylardır. Eksozomların seçici olarak paketlenmesi ve yüklerinin boşaltılmasının mekanik detaylarının yanı sıra hedef hücrelerle etkileşimi konusundaki veriler eksik olsa da, bu moleküller fizyolojik ve patolojik süreçleri kontrol etme ve terapötik araçlar olarak potansiyel rolleri nedeniyle dikkat çekmeye başlamıştır. Bu çalışmada farklı proseslerden geçmiş ve tüketime sunulan inek sütlerinden eksozom izolasyonu, tanımlanması ve elde edilen eksozomların Escherichia coli, Streptococcus mutans, Enterococcus faecalis, Candida albicans mikroorganizmalarına karşı antimikrobiyal etkinliklerinin araştırılması amaçlandı. Bu amaçla UHT, çiğ ve pastörize sütten elde edilen eksozomların SEM,Westernblot ve Nanotrack analizleri ile tanımlamaları yapıldı. Elde edilen eksozomların antimikrobiyal etkinlikleri Kirby-Bauer Disk Diffüzyon ve Broth Mikrodilüsyon yöntemleri ile E. coli, S. mutans, E. faecalis ve C. albicans üzerinde test edildi. Disk difüzyon testi ile eksozomların antimikrobiyal aktivitesi değerlendirildiğinde; S.mutans için inhibisyon zon çapları  UHT, pastörize ve çiğ süt eksozomu için sırasıyla 12.15 mm, 9.74 mm, 9.61 mm;  E. coli için 10.53 mm, 9.71 mm, 11.06 mm; E. faecalis için 10.28 mm, 9.19 mm, 9.42 mm; C. albicans için ise 9.79 mm, 9.05 mm ve 10.12 mm olarak ölçüldü. Broth mikrodilüsyon testi değerlendirildiğinde ise E. coli  S. mutans, E. faecalis ve C. albicans için;  UHT süt eksozomları MİK değerleri  sırasıyla 102.5x106, 205x106, 410x106, 410x106 mikrovezikül/ml iken, pastörize  süt eksozomları MİK değerleri tüm etkenler için 35x107 mikrovezikül/ml olarak bulundu. Çiğ süt eksozomları MİK değerleri  ise E. coli,  S. mutans, E. faecalis ve C. albicans için sırasıyla 15.5x107, 31x107, 62x107, 31x107 mikrovezikül/ml olarak saptandı. Sonuç olarak, bu çalışmada sütlerden elde edilen eksozomların antimikrobiyal etkinliklerinin mevcut ticari antimikrobiyallerden üstün olmadığı fakat, elde edilen verilerin  ilaç endüstrisine katkı sağlayabileceği ve yapılacak kapsamlı çalışmalara öncülük edebileceği kanaatine varıldı.

Anahtar Kelimeler: Antimikrobiyal Etki; Eksozom; Süt.

Abstract:
Exosomes are a subpopulation of naturally occurring extracellular vesicles. Exosomes have proven to be excellent nanocarriers to transport lipids, proteins,  RNAs, and DNAs and to propagate long-distance intercellular communication in a variety of biological processes. Milk is the only tradeable accessible biological fluid containing exosomes. Milk composition is affected by environmental factors. Despite differences in milk composition, the main building blocks of milk are common to all mammals. It is known that milk-derived exosomes can enter cells and regulate biological and cellular functions. In this regard, milk exosomes are promising candidates for new therapeutic approaches for the treatment of various diseases. Our knowledge of the packaging and unloading mechanisms of exosomes and cell-cell interactions is still lacking. However, these molecules are beginning to attract attention for their potential roles in controlling physiological and pathological processes. It was aimed to test the antimicrobial activities of exosomes obtained by isolating and identifying from cow's milk after different processes, in microorganisms such as, Escherichia coli, Streptococcus mutans, Enterococcus faecalis, Candida albicans. For this purpose, exosomes obtained from UHT, raw, and pasteurized milk were identified by SEM, Westernblot, and Nano track analyses. The antimicrobial activities of the obtained exosomes were tested on E. coli, S. mutans, E. faecalis, and C. albicans by Kirby-Bauer Disk Diffusion and Broth Microdilution methods. When the antimicrobial activity of exosomes was evaluated for S. mutans in the disk diffusion test; inhibition zones of UHT, pasteurized, and raw milk exosomes were 12.15 mm, 9.74 mm, 9.61 mm, respectively. The inhibition zones of UHT, pasteurized, and raw milk exosomes for E. coli were 10.53 mm, 9.71 mm, 11.06 mm, respectively. According to E. faecalis, the inhibition zones of UHT, pasteurized, and raw milk exosomes were 10.28 mm, 9.19  mm, 9.42mm, respectively, and for C. albicans, the inhibition zones of UHT, pasteurized and raw milk exosomes were 9.79 mm, 9.05 mm, and 10.12 mm, respectively. In addition, the MIC values of UHT milk exosomes for E. coli, S. mutans, E. faecalis, C. albicans were 102.5x106, 205x106, 410x106, 410x106 microvesicules/ml and the MIC values of pasteurized milk exosomes for E. coli, S. mutans, E. faecalis, C. albicans were 35x107 microvesicules/ml. Also, the MIC values of raw milk exosomes for E. coli, S. mutans, E. faecalis, C. albicans were determined as 15.5x107,31x107,62x107,31x107 microvesicle/ml, respectively. It was concluded that it could lead to comprehensive studies. As a result, in this study, it was concluded that the antimicrobial activities of exosomes obtained from milk are not superior to existing commercial antimicrobials, but the obtained data can contribute to the pharmaceutical industry and lead to comprehensive studies to be carried out.

Keywords: Antimicrobial effect; Exosome; Milk.