Bakteriyel biyofilmleri üzerine kitosanın in vitro dejeneratif etkisi
In vitro degenerative effects of chitosan on bacterial biofilms
Yazar: SERCAN FİDAN
Danışman: PROF. DR. GÖKÇEN YUVALI ÇELİK ; DOÇ. DR. DİLŞAD ONBAŞLI
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Antienfektif ajanlar = Anti infective agents ; Biyofilmler = Biofilms ; Ekzopolisakkarit = Exopolysaccharide ; Kitosan = Chitosan ; Polisakkaritler = Polysaccharides ; Polisakkaritler-bakteriyel = Polysaccharides-bacterial ; İn vitro = In vitro

Özet:
Biyofilm, mikroorganizmaların canlı veya cansız bir yüzeye yapışarak kendi ürettikleri polisakkarit bir matriks içine gömülü halde, besin kaynağını daha verimli kullanmak, diğer mikroorganizmalarla iletişim kurmak, çevresel etkenlerden korunmak, değişen yaşam şartlarında hayatta kalabilmek ve antimikrobiyal ajanlara karşı onların daha dirençli olmalarını sağlamak için oluşturdukları bir topluluktur. Günümüzde biyofilmi tamamen yok etmenin klasik yöntemlerle mümkün olmadığı ve tüm klinik alet ve ekipmanların kontaminasyonu ile biyofilm oluşumunun kaçınılmaz olduğu bilinmektedir. Bu nedenle biyofilm inhibisyonu için alternatif ajanlar araştırılmaktadır. 
Bu çalışmada doğada bulunan kaynaklardan bol miktarda elde edilebilen, canlılara karşı toksik özelliği olmayan, biyolojik olarak parçalanabilirliği, biyouyumluluğu ve birçok formda kullanılabilirliği yüksek, yenilenebilir bir kaynak ve çevre dostu, antibakteriyel, antibiyofilm, antifungal ve antiviral aktiviteye sahip, doğal bir biyopolimer olan kitosan ticari olarak temin edilerek Escherichia coli biyofilmleri üzerindeki dejeneratif etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla kitosanın hem E. coli planktonik hücreleri hem de E. coli biyofilmi üzerindeki sırasıyla inhibisyon (MİK) etkisi ve XTT redüksiyon testi ile hücre canlılığı tespit edilmiştir. Daha sonra farklı sürelerde (8 ve 24 saat) biyofilm oluşumları arasındaki yapısal farklılık SEM ile görüntülenmiştir. Ayrıca bu bakterinin kitosan varlığında ekzopolisakkarit (EPS) üretimi de tespit edilmiştir.
Kitosanın % 0,125'lik konsantrasyonunda hem 8 saat, hem de 24 saatlik biyofilm gelişim fazlarında hücrelerin % 50'sinden daha fazlasını inhibe ettiği belirlenmiştir. Aynı konsantrasyondaki kitosan varlığında hem biyofilm yüzeyindeki ekzopolimerik matriksin dağıldığı, hem de en düşük EPS üretiminin gerçekleştiği saptanmıştır.
Sonuç olarak, kitosanın E. coli biyofilmi üzerinde etkili bir dejeneratif ajan olabileceği, ancak daha ileri in vivo çalışmalara ihtiyaç olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Biofilms are a colony that provide microorganizms the ability to adhere on living and non-living surfaces, to use the nutrient sources with higher efficiency, to communicate with other microorganizms, to protect themselves from environmental factors and changing life conditions, and to make them to resist against antimicrobial agents by being embedded in a polysaccharide matrix that was produced by themselves. By providing the microorganisms higher survival abilities, these biofilms can cause serious infections especially on immunosuppressed patients and patients using a catheter. It is known that it is not possible to completely remove a biofilm using classic methods and it's inevitable that clinical tools, enstruments and equipments get contaminated with biofilms. Therefore, alternative agents were investigated for biofilm inhibition. This study can be obtained plenty of resources in nature, non-toxic to living organisms, biological degradability, biocompatibility and many forms high availability, a renewable resource and environmentally friendly, antibacterial, antibiyofilm, antifungal and having antiviral activity, a natural biopolymer is chitosan commercial as procured, it aimed to determine the degenerative effects on E. coli biofilms. For this purpose both E.coli planktonic cells and on E. coli biofilm of the chitosan was respectively detected inhibition (MIC) effect and cell viability by XTT reduction assay. Then at different times (8 and 24 hours) were imaged structural differences between biofilm formation by SEM. Furthermore the exopolysaccharide (EPS) production of this bacteria, in presence of the chitosan has been identified.
It has been found out that the chitosan with a concentration of 0.125 % was inhibited more than 50 % of the cells in the 8 and 24 hours development phases. In the presence of the same concentrations of chitosan was determined that both are distribute exopolymeric matrix on the biofilm surface and lowest EPS production occurs.
Therefore, chitosan may proposed to be a degenerative agent which is  effective on E. coli biofilms, but further in vivo studies should be conducted.