Androctonus crassicauda ve leiurus abdullahbayrami akrep zehirleri peptitlerinin bazı hastane enfeksiyon etkenleri üzerindeki antimikrobiyal etkilerinin in vitro ve in vivo araştırılması
In vitro and in vivo investigation of the antimicrobial effects of androctonus crassicauda and leiurus abdullahbayrami scorpion venom peptides on some nosocomial infection agents
Yazar: BURAK OSKAY
Danışman: DOÇ. DR. KAZIM ŞAHİN ; DOÇ. DR. FİGEN ÇALIŞKAN
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antimikrobiyal peptidler = Antimicrobial peptides

Özet:
Antibiyotiklere dirençli bakterilerin neden olduğu nozokomiyal enfeksiyonlar önemli ekonomik ve insan sağlığı sorunlarına yol açmaktadır. Bu nedenle bilim adamları dirençli bakterilere karşı yeni arayışlara yönelmişlerdir. Bu bakterilere karşı etkin bir doğal madde bulmak amacıyla Androctonus crassicauda ve Leiurus abdullahbayramii akrep zehirlerinin HPLC yöntemiyle saflaştırarak mevcut antimikrobiyal peptitlerin (AMP) in vitro ve ratlar ESCAPE bakteri suşları ile sepsis oluşturarak in vivo etkinliğini araştırmayı amaçladık. Ayrıca saflaştırılan bu peptitlerin nanopartikülle kaplanarak antimikrobiyal etkinliğini güçlendirmeyi amaçladık. İn vitro çalışmada agar kuyucuk yöntemiyle bakterilere karşı etkinlik araştırıldı. L.abdullahbayramii akrep türünde herhangi bir etkinlik bulunmazken A.crassicauda türünde 36. dk fraksiyonunda K.pneumoniae suşuna karşı etkinlik tespit edildi. Bu fraksiyonla nanopartikül kaplama işlemi ve daha sonra karakterizasyon analizleri gerçekleştirildi. İn vitro deneylerde gruplara ayrılan ratlar K.pneumoniae klinik suşu ile sepsis oluşturuldu. Bakteri uygulamasından sonra 6. saatte tedavi amacıyla akrep zehirleri uygulandı ve 24. saatte sakrifiye edildi. Sepsis bulgularını ve denenen maddenin etkinliğini görmek amacıyla akciğer dokuları alındı ve homojenizasyon işlemine tabi tutuldu. Bunlardan ELİSA ile TNF-α, IL-1β, IL-6 ve IL-10 ölçümleri yapıldı. MMP-2 ve MMP-9' lu primer ve sekonder antikor kitleri kullanılarak ekstraselüler matriks ve fibrozis açısından histopatolojik incelemeler yapıldı. Elde edilen biyokimyasal, histopatolojik ve immunohistokimyasal veriler ışığında K.pneumoniae' ye karşı sepsis oluşturulan kontrol grubuna göre anlamlı farklılık bulunmuştur. Ayrıca histolojik olarak sepsis grubunda akciğer doku kesitlerindeki alveolar septadaki değişiklikler ve inflamasyon alanları ile hyalin membran yapısında azalma her iki akrep türünde de gözlemlenmiştir. Sitotoksisite belirlenmesinde HeLa hücre kullanılmış. 24 ve 48 saat dilimlerinde iki akrep türünde de sitotoksik etkinlik saptanmıştır. Bu bulgular ışığında AcraX' in K.pneumoniae suşuna karşı etkili olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Nosocomial infectionscaused by antibiotic-resistant bacteria cause significant economic and human health problems. For this reason, natural anti-bacteriaş substances against antibiotic resistant bacteria are being sought. In order to find effective substances against these bacteria, we aimed to investigate the effectiveness of antimicrobial peptides (AMPs) in the venom of Androctonus crassicauda and Leiurus abdullahbayramii scorpions purified by the HPLC method. The effectiveness of the AMP was investgated in vitro and in vivo by inducing sepsis with ESCAPE bacterial strains in rats. We also considered strengthening the antimicrobial activity of these purfied peptides by coating them with nanparticles. In the in vitro study, activeity aganist bacteria was investigated by the agar well method. While no activity was found in the L.abdullahbayramii scorpion spicies, activity was detected against the K.pneumoniae strain in the 36th min fraction in the venom of the A.crassicauda species. Nanoparticle coating process was performed on this fraction and then the particles were characterized. In in vitro experiments, sepsis was induced in rats aallocated into groups, with the clinic strain of K.pneomoniae. scorpion venom was applied 6 hours after bacterial application, and the rats were sacrificed at 24 hours. Lung tissues were taken and subjected to homogenization process. In the homogenates, TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-10 measurements were made with ELİSA. Histopathological examinations were performed using anti-MMP-2 and MMP-9 antibody kits in terms of extracellular matrix and fibrosis. In the light of the biochemical, histopathological and immunohistochemical data, a significant difference was found compared to the control group in which sepsis was induced with K.pneumoniae. In addition, histological changes in the alveolar septa in the lung tissue sections in the sepsis group, inflammation areas and a decrease in the hyaline membrane structure were observed in both scorpion species. HeLa cells were used to determine cytotoxicity. Cytotoxic activity was detected in both scorpion species at 24 and 48 hours intervals. İn light of these findings, it was concluded that AcraX was effective against K.pneumoniae strains.