Deneysel olarak metisilin dirençli staphylococcus aureus (MRSA) etkeni kullanılarak spondilodiskit modeli oluşturulan ratlarda bakteriyofaj ve antibiyotik tedavilerinin etkileri
Effects of bacteriophage and antibiotic treatments in rats with experimental spondylodiscitis model created by MRSA
Yazar: HÜSEYİN EMRE KARACA
Danışman: DOÇ. DR. MUTLU ÇOBANOĞLU
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Bakteriyofajlar = Bacteriophages ; Metisilin = Methicillin ; Omurga = Spine ; Spinal hastalıklar = Spinal diseases ; Spondilodiskit = Spondylodiscitis ; Staphylococcus aureus = Staphylococcus aureus ; Vankomisin = Vancomycin ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
AMAÇ: Çoklu ilaç direncine sahip bakterilerin oluşturduğu piyojenik enfeksiyonların tedavisinde oldukça eski bir tedavi yöntemi olsa da araştırmacılar bakteriyofaj tedavisini "yeni" bir alternatif gibi ele almaya başlamıştır. Çalışmamızda bakteriyofaj tedavisinin etkilerini objektif olarak ortaya koyarak deneysel ve klinik çalışmalara yol gösterici olmasını amaçladık.
YÖNTEM: Çalışmada 40 adet Wistar-Albino cinsi, 12-14 haftalık dişi rat (250-300 g) rastgele 4 gruba ayrıldı. Grup1(Kontrol), Grup 2(Vankomisin), Grup 3(Faj), Grup 4(Faj /Vankomisin) olarak adlandırıldı. Anestezi altında, kuyruk proksimal bölgesindeki vertebral disk aralığına 0,05 ml 107 CFU/ml ADÜ26 MRSA etkeni inoküle edildi. Operasyondan 10 gün sonra manyetik rezonans görüntüleme sistemleri kullanılarak T1, T2 ve STIR sekansları ile yapılan görüntüleme ile spondilodiskit gelişimi gösterildi. Enfeksiyon oluştuğu gözlemlenen ratlara daha önceden planlanan protokollere göre işlemler uygulandı. 28. Gün kontrol MRG çekildi. Görüntüleme sonrasında anestezi altında ratların işaretli diskleri, alt ve üst vertebraları ve diskleri de içerecek şekilde patoloji laboratuvarında incelenmek üzere blok halinde eksize edildi. Kruskal-Wallis, Wilcoxon, Dwass-Steel-Critchlow-Fligner ikili karşılaştırması, Spearman Korelasyon Analizi testleri ile değerlendirildi.
BULGULAR: Bakteri inokülasyonundan 10 gün sonrasında enfeksiyon gelişimini göstermek amacıyla yapılan ilk MRG' de grupların enfeksiyon düzeyleri arasında MRG skorlaması açısından anlamlı fark saptanmayarak enfeksiyon gelişimi açısından grupların eşdeğer olduğu gösterildi. (p=0.552) Kontrol MRG skorlamaları ve histopatolojik skorlamalar pozitif yönde orta düzeyde korelasyon saptandı. (r=0.419; p=0.007) Yapılan ikili analizlerde faj+vankomisin tedavi uygulanan grup ve faj terapi uygulanan grup ile kontrol grubu arasında MRG skorlamasında iyileşme açısından anlamlı bir fark görüldü. (p=0.013; p=0.026) Histopatolojik skorlamalar açısından yapılan ikili analizlerde faj+vankomisin tedavi uygulanan grup ile kontrol grubu, faj terapi uygulanan grup ve vankomisin uygulanan gruplar arasında iyileşme açısından anlamlı bir fark görüldü. (p<0.001; p=0.049; p=0.027) 

SONUÇ: Deneysel spondilodiskit modeli oluşturduğumuz çalışmamızda, bakteriyofaj tedavisinin antibiyoterapi ile kombine edildiğinde histopatolojik ve radyolojik olarak tek başına faj ve tek başına antibiyoterapi protokollerinden üstün olduğu sonucuna varılmıştır.
Anahtar kelimeler: Spondilodiskit, vertebra, bakteriyofaj, vankomisin

Abstract:
BACKGROUND: Bacteriophage therapy, which is a very old treatment method in the treatment of pyogenic infections caused by multi-drug resistant bacteria, has begun to be considered as a "new" alternative. In our study, we aimed to show the effects of bacteriophage treatment objectively and to guide experimental and clinical studies.
METHODS: In the study, 40 Wistar-Albino 12-14 week old female (250-300 g) rats were randomly divided into 4 groups. Groups were named as Group 1(Control), Group 2(Vancomycin), Group 3(Phage), Group 4(Vancomycin/Phage). Under anesthesia, 0.05 ml of 107 CFU/ml ADU26 MRSA agent was inoculated into the vertebral disc space in the proximal tail region. The development of spondylodiscitis was demonstrated 10 days after the operation with imaging performed with T1, T2 and STIR sequences in MRI. The rats with observed infection were treated according to the previously planned protocols. Control MRI was taken on the 28th day. After imaging, under anesthesia, the marked discs of the rats, including the lower and upper vertebrae and discs, were excised as blocks for examination in the pathology laboratory. In statistical analysis, Kruskal-Wallis, Wilcoxon, Dwass-Steel-Critchlow-Fligner pairwise comparison and Spearman Correlation Analysis tests were used.
RESULTS: In the first MRI performed to show the development of infection 10 days after bacterial inoculation, no significant difference was found between the infection levels of the groups in terms of MRI scoring, and it was observed that they were equivalent to each other in terms of infection development. (p=0.552) In the paired analyzes, it was determined that the phage+vancomycin treated group and the phage therapy group showed a significant improvement in MRI scoring compared to the control group. (p=0.013; p=0.026) In paired analyzes made in terms of histopathological scoring; In the phage+vancomycin treated group; There was a significant difference in improvement compared to the control group, the phage therapy group and the   vancomycin applied groups. (p<0.001; p=0.049; p=0.027) In paired analyzes made in terms of histopathological scoring; A significant improvement was observed in the phage+vancomycin treated group compared to the control group, phage therapy and vancomycin applied groups. (p<0.001; p=0.049; p=0.027). The correlation between the control MRI scores performed after the treatment methods of the subjects and the histopathological scoring of the tissues obtained after the treatment was evaluated. Control MRI scores and histopathological scores showed moderate correlation in a positive direction. (r=0.419; p=0.007)
CONCLUSİONS: In our experimental spondylodiscitis model, it has been shown that the combination of bacteriophage and antibiotic therapy is superior to phage-only and antibiotherapy-only protocols histopathologically and radiologically.
Keywords: Spondylodiscitis, bacteriophage, phage,vancomycin