Farklı kaynaklardan izole edilen salmonella suşlarının bazı virülans faktörlerinin incelenmesi
Investigation of some virulence factors of salmonella strains isolated from different sources
Yazar: ZAVEN AĞAY
Danışman: DOÇ. DR. AYTEN ERDEM
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Enterobacteriaceae ailesinin üyesi olan Salmonella cinsi bakteriler, insanlarda bağırsak enfeksiyonlarından tifo ateşi ve enterokolitlere neden olmaktadır. Salmonella bakterilerinin patojenitesinin belirlenmesi için bu bakterilerin virülans özelliklerinin araştırılması gereklidir. Klinik örneklerden izole edilen Salmonella bakterilerinin virülans faktörlerini belirlemeye yönelik birçok çalışma olmasına rağmen, gıda ve çevresel örneklerden izole edilen bakterilerin patojenitesinin bir arada araştırıldığı ve standart bakterilerle kıyaslandığı kapsamlı bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu nedenle çalışmamızda kıyma, deniz suyu ve klinik örneklerden izole edilen Salmonella bakterilerinin ve standart bakterilerin (Salmonella enterica serovar Typhimurium ATCC 14028; Salmonella enterica serovar Enteritidis ATCC 13076) virülans faktörleri incelenerek patojenitelerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Çalışmamız kapsamında bakterilerin serumun antimikrobiyal etkisine karşı direnci, antibiyotik direnci, hemolizin aktiviteleri, hemaglütinasyon yetenekleri, fimbriya tipleri, biyofilm oluşturma kapasitesi ve bakterinin dış ortamdan demir alımını sağlayan siderofor moleküllerinin üretim özellikleri incelenmiştir.
Sonuçlar değerlendirildiğinde kıyma örneklerinden izole edilen Salmonella bakterilerinden seruma dirençli (11 izolat) ve antibiyotiklere karşı çoklu direnç gösteren bakteri sayısının (16 izolat), deniz suyu ve klinik izolatlar ile standart bakterilere göre daha fazla olduğu saptanmıştır. İncelenen bakterilerden sadece kıyma örneklerinden izole edilen Salmonella bakterilerinde (3 izolat) ?-hemoliz görüldüğü, buna karşın tüm bakterilerin (37 bakteri) ?-hemoliz oluşturma yeteneğinde olduğu ve tip IV fimbriyaları sayesinde mannoza dirençli hemaglütinasyon oluşturabildikleri, ZS-1 izolatı hariç deniz suyu (13 izolat) ve klinik izolatlarla (3 izolat) standart Salmonella bakterilerinin ise tip III fimbriyaları ile mannoza dirençli Klebsiella benzeri hemaglütinasyon yeteneğinde oldukları belirlenmiştir. Ayrıca kıyma, deniz suyu ve klinik örneklerden alınan Salmonella bakterilerinin genellikle zayıf (13 izolat) ve orta kuvvette (13 izolat) tutunma, standart bakterilerin orta (1 bakteri) ve kuvvetli (1 bakteri) tutunma ile biyofilm oluşturma özelliğine sahip oldukları görülmüştür. Bakterilerin CAS agarda siderofor üretme yeteneklerine bakıldığında, kıyma izolatlarının (18 izolat) ve klinik izolatların (3 izolat) hepsinin pozitif sonuç verdiği, buna karşın deniz suyundan izole edilen Salmonella bakterilerinin sekizinin ve standart bakterilerden sadece Salmonella Typhimurium ATCC 14028' in siderofor ürettiği, ayrıca ince tabaka kromatografisi (TLC) ile görüntülemede toplamda sadece 6 bakteride katekol tipte siderofor bulunduğu görülmüştür.
Tüm virülans faktörleri değerlendirildiğinde kıyma örneklerinden izole edilen Salmonella bakterilerinin en patojen grup olduğu görülmüş, en patojen bakterinin ise deniz suyundan izole edilen ZS-4 izolatının olduğu belirlenmiştir.
Tez çalışmamız kapsamında incelenen virülans faktörleri değerlendirildiğinde aynı kaynaktan izole edilen bakterilerin benzer virülans özelliği gösterdiği, buna karşın farklı kaynaklardan izole edilen Salmonella bakterilerinin farklı virülans özelliklerine sahip olduğu saptanmıştır. Genel olarak virülans özellikleri karşılaştırıldığında, 35 izolatın on dokuzunun standart Salmonella Typhimurium ATCC 14028 bakterisinden, 33 izolatın ise standart Salmonella Enteritidis ATCC 13076 bakterisinden daha virülent olduğu saptanmıştır.
Sonuçlar değerlendirildiğinde, bakterilerin serum direnci, antibiyotik direnci, hemoliz oluşturma yetenekleri, hemaglütinasyon özellikleri, biyofilm oluşturma ve siderofor üretme kapasitelerinin hem izole edildikleri kaynağa, hem de aynı bakterinin farklı suşları arasında farklılık gösterdiği belirlenmiştir. 
Bu çalışma, ülkemizde farklı kaynaklardan izole edilen Salmonella cinsi bakterilerin bazı virülans faktörlerinin incelenerek standart Salmonella bakterileriyle kıyaslanması açısından yapılan ilk çalışma olması açısından önem kazanmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Salmonella, virülans, direnç, siderofor, TLC.

Abstract:
The genus Salmonella, which is a member of Enterobacteriaceae family, includes facultative aerobic and Gram-negative bacteria that cause food- borne diseases in the gut such as typhoid fever and diarrheal diseases. These bacteria are transmitted from food, water sources and fecal contaminations. For the formation of virulence degree among Salmonellas, antigenic factors are need to be known in order to investigate the patogenicity of these bacteria. Although there are studies to determine the virulence of Salmonellas which were isolated from clinical samples, any comparison about the patogenesis of Salmonellas among the isolates of food samples, environmental sources and wild type strains has not been found. For this reason, the aim of the study is to evaluate the patogenicity of the members in genus Salmonella to compare virulence between wild type (ATCC) standards and bacteria which are isolated from minced meat samples, water and clinical sources.
In scope of the study, we aimed to investigate the antigenic surface structures which play role for resistance to the antimicrobial activity of host serum, antibiotic resistance via altered metabolic pathways, hemolysine activity with toxins and hemagglutination capabilities due to the type I, II, III and type IV secretory systems, lipopolysaccharides and flagella mediated invasion and intracellular multiplication that regulates attachment for biofilm structures and capability of siderophore production to chelate iron from the environment.
When the results are evaluated, serum resistance was shown by standard Salmonella enterica serovar Typhimurium ATCC 14028 strain and most of the minced meat isolates (11 of isolates) of Salmonella except the bacteria isolated from water samples (3 of isolates) that were less resistant to the effects of serum and standard Salmonella enterica serovar Enteritidis ATCC 13076 strain was serum sensitive. Further multiple resistance to the antibiotics has been investigated by Salmonella strains isolated from minced meat (16 of isolates) and rare of the water sampled (11 of isolates) and clinical isolates (0 of isolates) or standard bacteria (0 of strains) have been shown resistance. A few bacteria (3 of meat isolates) were capable of producing ?-hemolysins, whereas all Salmonella isolates (35 isolates) and standard bacteria (2 strains) produce ?-hemolysins and were capable of showing mannose resistant hemagglutination due to the presence of type IV fimbriae. Moreover, Salmonellas isolated from water (13 of isolates), clinical samples (3 isolates) and standard Salmonella strains have been occured mannose resistant Klebsiella-like hemagglutination by their type III fimbriae. Low and moderate attachment and biofilm formation have been shown by the Salmonella bacteria isolated from minced meat (13 of isolates) , water (10 of isolates) and clinical samples (3 isolates), while standard Salmonella strains were capable of forming moderate (1 strain) and high level (1 strain) biofilm structures. Additionally, standard Salmonella Typhimurium ATCC 14028, most of the isolates from minced meat, all clinical isolates and less of the isolates from water samples (8 of isolates) were detected siderophore production on Chrome Azurol S (CAS) Agar plates, although 6 of the isolates have been determined as catechol-productive bacteria by thin layer chromatography (TLC). 
Considering all the results of the experiments, Salmonella isolates from minced meat samples were found out as the most pathogen bacteria, but the ZS-4 isolate from water samples has been the most virulent of all.
When the virulence factors in our study were considered it has been determined that the bacteria have different virulence properties according to their sources of isolation. Generally, nine of the 35 isolates were found to be more virulent than the standard Salmonella Typhimurium ATCC 14028 and 33 of the 35 isolates were much more virulent than the standard Salmonella Enteritidis ATCC 13076 strain.
According to the results of the thesis we evaluated, it was determined that the serum and antibiotic resistance, production of hemolysins, capability of hemagglutination, biofilm formation and siderophore production of the Salmonella bacteria have differences depending on their source of isolation and difference of the strains. 
This thesis, which performed in our country, is the first study comparing some virulence factors of Salmonella bacteria isolated from different sources and standard Salmonella bacteria. The study may create a step for the future definitions of the patogenicity of the members of genus Salmonella.

Keywords: Salmonella, virulence, resistance, siderophore, TLC