Klinik Pseudomonas aeruginosa izolatlarında antibiyotik duyarlılıklarının, biyofilm üretiminin ve quorum sensing genlerinin belirlenmesi
Determination of antibitic susceptibility, biofilm production and quorum sensing genes in clinical Pseudomonas aeruginosa isolates
Yazar: ALI HUSSEIN BHA ALDAN ALTURKI
Danışman: PROF. DR. EMİNE ARSLAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Pseudomonas aeruginosa ( P. aeruginosa ), hastanede yatan bağışıklığı baskılanmış hastalarda yüksek oranda mortalite ve morbiditeye neden olan en önemli fırsatçı patojenlerden biri olarak bilinmektedir. Quorum Sensing (QS) sisteminin biyofilm oluşumunda, olgunlaşma, dağılım aşamasında ve ilaç direncinde rolü olduğu belirlenmiştir. Günümüzde patojenin virülansının azaltılması ve etken ile konak arasındaki etkileşimin ortadan kaldırılması, enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde en umut verici tedavi yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada, klinik P. aeruginosa  izolatlarının antibiyotiklere karşı direncinin, biyofilm üretiminin, QS'in lasI, lasR virülans genlerinin varlığının ve direnç geni gyrB'nin belirlenmesinin ve aralarındaki ilişkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma materyalini, Kerkük Hastanelerinde 7-70 yaş arası hastalardan izole edilen ve atık haldeki Pseudomonas spp izolatları oluşturmuştur. 125 klinik örnekten izole edilen bakteri suşları seçici besiyeri olan Setrimid agar'da büyütülüp VITEK-2 ile identifiye edilerek 50 izolat (1 yanık, 28 yara, 14 idrar, 4 kan, 2 balgam, 1 bronşiyal) P. aeruginosa olarak doğrulanmıştır. Daha sonra tesbit edilen suşların ELİSA sistemi kullanarak kantitatif biyofilm testi yapılmıştır. 50 atık bakterinin laboratuvar duyarlılık testleri sonuçlarına göre, en dirençli 30 P. aeruginosa  izolatının farklı ve daha geniş antibiyotiklere duyarlılığı VITEK-2 otomatik sistemi kullanılarak araştırılmıştır. lasI, lasR ve gyrB genlerinin polimeraz zincir reaksiyonu (conventional PCR) ve Agaroz Jel Elektroforezi tekniği ile varlığı tesbit edilmiştir. 47 adet P. aeruginosa  izolatının kantatif ELİSA biyofilm test sonuçları % 2.2'sinin negatif, %97.8'nin pozitif olduğu görülmüştür. Ayrıca pozitif olan sonuçların %10.6'nın şiddetli, %23.4'nın orta şiddetli ve %63.8'nin zayıf şiddetli biyofilm ürettiği gözlemlenmiştir. Vitek-2 duyarlılık testlerine göre çoklu ilaç direnci (MDR) içeren en dirençli P. aeruginosa  izolatlarının QS genleri olan lasR, lasI genlerini %96,6 oranında bulundurduğu tesbit edilmiştir. Aynı zamanda direnç geni gyrB'nin %96.6 oranında varlığı gözlemlenmiştir. Bu gyrB ihtiva eden bakterilerin en çok florokinolonlar grubu olan ciprofloxacin, levofloksasin ve antibiyotiklere dirençli olduğu görülmüştür. Bu çalışma antibiyotiğe dirençli bakteriler ve QS sistemi ile biyofilm oluşturan suşların hızlı tesbiti ile etkili tedaviye sağladığı katkıyı göstermek açısından önem arz etmektedir.

Abstract:
Pseudomonas aeruginosa ( P. aeruginosa ) is known as one of the most important opportunistic pathogens that cause high rates of mortality and morbidity in hospitalized immunocompromised patients. Quorum Sensing (QS) system has been determined to have a role in biofilm formation, maturation, distribution stage and drug resistance. Today, reducing the virulence of the pathogen and eliminating the interaction between the agent and the host is one of the most promising treatment methods in the treatment of infectious diseases. In this study, it was aimed to determine the resistance of clinical P. aeruginosa isolates to antibiotics, biofilm production, the presence of QS lasI, lasR virulence genes, and the resistance gene gyrB and their relationships. The study material consisted of 125 clinical Pseudomonas spp isolates in waste form, isolated from patients aged 7-70 years in Kirkuk Hospitals. Bacterial strains isolated from 125 clinical specimens were grown on the selective medium Cetrimid agar and identified with VITEK-2, and 50 isolates (1 burn, 28 wounds, 14 urine, 4 blood, 2 sputum, 1 bronchial) were confirmed as P. aeruginosa. Then, quantitative biofilm test of the determined strains was performed using the ELISA system. According to the results of laboratory susceptibility tests of 50 waste bacteria, the susceptibility of the 30 most resistant P. aeruginosa isolates to different and wider antibiotics was investigated using the VITEK-2 automated system. The presence of lasI, lasR and gyrB genes was determined by polymerase chain reaction (conventional PCR) and Agarose Gel Electrophoresis technique. Quantitative ELISA biofilm test results of 47 P. aeruginosa isolates were found to be 2.2% negative and 97.8% positive. In addition, it was observed that 10.6% of the positive results produced severe, 23.4% moderate and 63.8% weak biofilms. According to Vitek-2 susceptibility tests, it was determined that the most resistant P. aeruginosa isolates containing multi drug resistance (MDR) contained lasR and lasI genes, which are QS genes, at a rate of 96.6%. At the same time, the presence of the resistance gene gyrB was observed in 96.6%. These gyrB-containing bacteria were found to be most resistant to fluoroquinolones, ciprofloxacin, levofloxacin, and antibiotics. This study is important in terms of showing the contribution it provides to effective treatment with the rapid detection of antibiotic-resistant bacteria and biofilm-forming strains with the QS system.