Farklı kaynaklardan izole edilen probiyotik bakterilerin antimikrobiyal ve antikanser etkinliğinin değerlendirilmesi
Evaluation of antimicrobial and anticancer activity of probiotic bacteria isolated from different sources
Yazar: SAIDA MUSTAFAYEVA
Danışman: DOÇ. DR. NAZMİYE ÖZLEM ŞANLI
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antibakteriyel aktivite = Antibacterial activity ; Probiyotik bakteriler = Probiotic bacteria ; Probiyotikler = Probiotics

Özet:
Hızla artan dünya nüfusu kısıtlı besin kaynaklarının verimli kullanılmasını zorunlu hale getirirken, kentsel ve sedanter yaşam tarzı pek çok kronik hastalığın oluşumuna sebep olmaktadır. Bu durum ise bireyleri sağlıklı ve geleneksel gıdaya yöneltmektedir. Bu yönelim, beslenme ihtiyacının sağlıklı gıda ile giderilmesine, fonksiyonel gıda ve daha özelinde biyoterapötik gıdaların popüler ve yaygın hale gelmesine yol açmaktadır. Biyoterapötiklerin yararlı bileşenleri olarak probiyotik, prebiyotik ve sinbiyotikler öne çıkmakla beraber, son yıllarda paraprobiyotik ve postbiyotiklerin kullanımı da ilgi çekmektedir.  
Metabolik olarak aktif bir organ olan bağırsak ve yerleşik mikrobiyotası konakçı sağlığı için önemli bir role sahiptir. Probiyotiklerin tüketimi ile mikrobiyotanın düzenlenmesi, konakçı ile simbiyotik ilişkiyi sürdürmenin; bağışıklık sisteminin optimal gelişimi ve kanser tedavisinin etkinliğini sağlamanın bir yolu olarak da kabul edilmektedir. Probiyotiklerin kritik seçim kriterlerden biri olan antimikrobiyal aktivite göstermesi, bu organizmaların probiyotik takviye olarak kullanımı için tek başına yeterli olmayıp sitotoksik özellik göstermemesi de beklenir. 
Son yıllarda, Türk fermente ürünleri mikrobiyotasının bileşimi ve probiyotik aktiviteleri rapor edilmekle beraber, geleneksel Türk fermente içeceklerinden izole edilen probiyotik organizmaların antimikrobiyal ve antikanser aktivitelerinin bir arada değerlendirilmesine yönelik bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu nedenle çalışmamızda, daha önce laboratuvarımızda ayran, boza, kefir ve şalgam suyu gibi geleneksel Türk fermente içeceklerinden izole edilerek Bakteriyel Yapay Kromozom (BAC) DNA'dan veri dizileme ile tanımlanmış farklı probiyotik suşlarının antimikrobiyal ve antikanser aktivitesi incelenmiştir.
Probiyotik suşların canlı hücre ve süpernatantlarının seçilmiş yaygın insan mikrobiyal patojenlerine karşı antimikrobiyal aktiviteleri difüzyon, mikrodilüsyon ve ko-kültür yöntemleriyle değerlendirilmiştir.  Suşların canlı hücre ve süpernatantlarının farklı kanser hücre hatlarına karşı antikarsinojenik aktivitesi 3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-biphenyl tetrazolium bromide (MTT) ve mitotik indeks testleri ile in vitro olarak değerlendirilmiştir. 
Canlı kültür uygulanmış antimikrobiyal aktivite yöntemlerin her birinde en yüksek  yüzde (%) aktivite değerine B7 suşu, incelenen probiyotik suşlarına en dirençli indikatörün ise C. albicans mantarı olduğu belirlenmiştir. Probiyotik suşların süpernatantlarından B3 ve B7 kuyu difüzyon yöntemi ile, B7, A22, B24, B27, K11, S17 ve K19 suşları mikrodilüsyon yöntemi ile antimikrobiyal aktivite göstermiştir.
Antikanser aktivitenin belirlenmesinde kullanılan iki yöntemde de benzer sonuçlara rastlanmış, MTT testinde en yüksek aktiviteyi MDA-MB-231 üçlü negatif meme kanseri hücre hattına karşı S17  suşunun, mitotik indeks yönteminde MCF-7 ve MDA-MB-231 kanser hücre hatlarına karşı B27 suşunun gösterdiği tespit edilmiştir.
Antimikrobiyal, antikanser etki gösterip, sitotoksik etki göstermeyen probiyotik ürünlerin saflaştırılması ve postbiyotik ve/veya paraprobiyotik ürün olarak kullanılması sağlık açısından olumlu etkilere sahip olabilir.

Abstract:
While the rapidly increasing world population requires the efficient use of limited nutrient resources, urban and sedentary lifestyles lead to the formation of many chronic diseases. This situation directs individuals towards healthy and traditional food. This orientation leads to the satisfaction of nutritional needs with healthy food, functional food and more specifically biotherapeutic foods to become popular and widespread. Although probiotics, prebiotics and synbiotics have come to the fore as the beneficial components of biotherapeutics, the use of paraprobiotics and postbiotics has also attracted attention in recent years.  
As a metabolically active organ, the gut and its resident microbiota have an important role in host health. Regulation of the microbiota by consumption of probiotics is also considered a way to maintain a symbiotic relationship with the host and optimal development of the immune system and the effectiveness of cancer treatment. Demonstrating antimicrobial activity, one of the critical selection criteria of probiotics is insufficient for use as probiotic supplements and is expected not to show cytotoxic properties. 
In recent years, although the composition and probiotic activities of Turkish fermented products microbiota have been reported, no study has been found to evaluate the antimicrobial and anticancer activities of probiotic organisms isolated from traditional Turkish fermented beverages. Therefore, in our study, the antimicrobial and anticancer activity of different probiotic strains, which were isolated from traditional Turkish fermented beverages such as ayran, boza, kefir and turnip juice, and identified by sequencing data from Bacterial Artificial Chromosome (BAC) DNA, were investigated in our study
The antimicrobial activities of viable cells and supernatants of probiotic strains against selected common human microbial pathogens were evaluated by diffusion, microdilution and co-culture methods. The anticarcinogenic activity of viable cells and supernatants of the strains against different cancer cell lines was evaluated in vitro with 3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-biphenyl tetrazolium bromide (MTT) and mitotic index tests.
In each viable cell culture that applied antimicrobial activity methods, it was determined that the B7 strain had the highest percentage (%) activity value, and C. albicans was the most resistant indicator to the probiotic strains examined. Among the supernatants of probiotic strains, B3 and B7 showed antimicrobial activity by well diffusion method, B7, A22, B24, B27, K11, S17 and K19 strains showed antimicrobial activity by microdilution method.
Similar results were found in the two methods used to determine the anticancer activity, the highest activity in the MTT test was determined by the MDA-MB-231 triple negative breast cancer cell line against the S17 strain, and the MCF-7 and MDA-MB-231 cancer cell lines in the mitotic index method. against B27 strain.
Purification of probiotic products that show antimicrobial, anticancer effects but not cytotoxic effects and their use as postbiotic and/or paraprobiotic products may have positive effects on health.