Solunum sistemi enfeksiyonlarından izole edilen pseudomonas aerugınosa suşlarının virülans faktörlerinin fenotipik ve genotipik yöntemlerle belirlenmesi /
Yazar: ONUR KARATUNA
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL YAĞCI
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2008
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Pseudomonas aeruginosa ağır seyirli hastane enfeksiyonları, bağışıklıksistemi baskılanmış hastalarda hayatı tehdit eden enfeksiyonlar, kistik fibrozhastalarında kronik enfeksiyonlar oluşturan bir fırsatçı patojendir. Bakterikonağa kolonizasyon sonrasında çeşitli virülans faktörleriyle (elastaz, alkaliproteaz, piyosiyanin, fosfolipaz, ekzotoksin A, vb) doku hasarı yapar, kandolaşımına karışarak vücutta yayılabilir. Virülans faktörlerinin üretiminindüzenlenmesi, bakterilere çevre koşullarına uyumda ve konağın savunmamekanizmalarına karşı korunmada yardımcı olur. Quorum Sensing (QS)P. aeruginosa tarafından üretilen birçok virülans faktörünündüzenlenmesinden sorumlu en önemli düzenleyici sistemdir. QS bakterihücre yoğunluğunu izler ve belirli bir eşik değere ulaşıldığında, birçoğuvirülans faktörü genleri olan çok sayıda genin ifadesini başlatır.Çalışmamızda alt solunum yolu enfeksiyonu ön tanısıyla gönderilenklinik örneklerden izole edilen toplam 100 P. aeruginosa kökeninde 4 farklıvirülans faktörü (elastaz, alkali proteaz, piyosiyanin ve biyofilm) mikroplaktaabsorbans ölçümüne dayalı yarı nicel yöntemlerle araştırılmıştır. Absorbansseviyeleri düşük seviyede saptanan kökenlerde (n: 16) bu virülansfaktörlerinin üretiminde düzenleyici rolü olan QS genleri PCR yöntemiyle,kökenler arasındaki klonal ilişki ise ERIC-PCR yöntemiyle araştırılmıştır.Kökenlerin antibiyotik duyarlılığı disk difüzyon yöntemiyle belirlenmiştir.Virülans faktörü üretimi ile antibiyotik duyarlılığı arasındaki ilişki istatistikselolarak incelenmiştir.Mikroplak yöntemiyle kökenlerin %76'sında elastaz, %73'ünde alkaliproteaz, %75'inde piyosiyanin, %86'sında biyofilm üretimi saptanmıştır. PCRyöntemiyle QS genleri araştırılan 16 kökenin yedisinde bir ya da daha fazlaiiiQS geni negatif bulunmuştur. ERIC-PCR yöntemiyle kökenler arasındaherhangi bir klonal ilişki gözlenmemiştir.Virülans faktörü üretimi ile antibiyotiklere duyarlılık arasındaki ilişkiirdelendiğinde; elastaz üreten kökenlerin piperasilin (p: 0,041) ve seftazidime(p: 0,048), alkali proteaz üreten kökenlerin tobramisin (p: 0,003), piperasilin(p: 0,000), piperasilin/tazobaktam (p: 0,001), sefepim (p: 0,002), imipenem(p: 0,009) ve siproflokasine (p: 0,003), piyosiyanin üreten kökenlerin iseamikasin (p: 0,011), tobramisin (p: 0,013), seftazidim (p: 0,023),siprofloksasin (p: 0,001) ve ofloksasine (p: 0,000) bu faktörleri üretmeyenkökenlere göre daha duyarlı oldukları saptanmıştır.Sonuçlarımız P. aeruginosa'ya bağlı solunum yolu enfeksiyonlarındaifadesi QS sistemi ile düzenlenen virülans faktörlerinin rolünü bir kez dahaortaya koymakla birlikte QS eksik kökenlerin de enfeksiyon etkeniolabileceğini düşündürmektedir. Ancak, bu enfeksiyonlarda QS iledüzenlenmeyen virülans faktörlerinin de rol almış olabileceğini ya da birdenfazla P. aeruginosa kökeninin de etken olabileceği ihtimalini göz ardıetmemek gerekir.

Abstract:
Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen causing lifethreatening infections in immunocompromised patients, severe nosocomialinfections in hospital settings and chronic infections in cystic fibrosis patients.Following the colonization of the host, by producing several virulence factors(elastase, alkaline protease, pyocyanin, phospholipase, exotoxin A, etc.) thebacterium causes tissue damage and enters the blood stream thusdisseminates in the host. Regulation of virulence factor synthesis helps thebacteria to adapt to environmental conditions and to protect themselvesagainst host?s defence mechanisms. Quorum Sensing (QS) is the mostimportant regulatory system responsible for the regulation of many virulencefactors produced by P. aeruginosa. QS monitors the bacterial cell density andupon reaching a certain threshold it triggers the expression of many genes, ofwhich many are virulence factor genes.In our study, P. aeruginosa isolates (n:100) isolated from clinicalsamples of patients with a clinical diagnosis of lower respiratory tractinfection were investigated for production of four different virulence factors(elastase, alkaline protease, pyocyanin, biofilm) by semi-quantitativemethods which rely on the measurement of absorbance in microtiter plates.For the isolates with low absorbance values (n: 16), the QS genesresponsible for the synthesis of these virulence factors were studied withPCR and clonal relationship between the isolates were investigated withERIC-PCR. The antimicrobial susceptibility of the isolates was determined bydisc diffusion method. The relationship between virulence factor synthesisand antimicrobial susceptibility was examined statistically.With microtiter plate method virulence factor production was detectedin 76% of isolates for elastase, 73% for alkaline protease, 75% for pyocyaninand 86% for biofilm. Among the 16 strains which included in the PCR for theinvestigation of QS genes, seven strains were negative for one or more QSvgenes. ERIC-PCR method revealed no clonal relationship between thestrains.The correlation between the virulence factor production andantimicrobial susceptibility has been examined and positive correlation hasbeen found between the elastase production and the susceptibility topiperacillin (p: 0,041), and ceftazidime (p: 0,048), similarly between alkalineprotease production and tobramycin (p: 0,003), piperacillin (p: 0,000),piperacillin/tazobactam (p: 0,001), cefepime (p: 0,002), imipenem (p: 0,009)and ciprofloxacine (p: 0,001) susceptibility, pyocyanin production andamikacin (p: 0,011), tobramycin (p: 0,013), ceftazidime (p: 0,023),ciprofloxacine (p: 0,001) and ofloxacine (p: 0,000) susceptibility.Our results show once again the importance of the QS regulatedvirulence factors of P. aeruginosa in lower respiratory tract infections andthat QS-deficient strains might be capable of causing infections. However, itshould be noticed that lower respiratory tract infections could be related withvirulence factors not regulated by QS or multiple P. aeruginosa strains withdifferent virulence properties may take part in the infection process.