Çiğ süt ve peynir örneklerinden izole edilen Lactobacillus sp. izolatlarının antibakteriyel, antibiyofilm ve anti-quorum sensing aktivitelerinin araştırılması
Investigation of antibacterial, antibiofilm and anti-quorum sensing activities of Lactobacillus sp. isolated from raw milk and cheese samples
Yazar: ÖZGE ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. MÜJDE ERYILMAZ
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı / Farmasötik Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Laktobasiller çeşitli biyolojik aktivitelere sahip ve farmasötik ürün geliştirmede kullanılabilme potansiyeli taşıyan bileşikler üretirler. Bu çalışmada 23 farklı çiğ inek sütü ve 23 farklı peynir örneğinden izole edilmiş, 52 adet Lactobacillus izolatı kullanılmıştır. MALDI-TOF MS ile tanımlanan izolatların süpernatantlarının antibakteriyel, antibiyofilm, anti-QS aktiviteleri araştırılmış ve süpernatantların içeriğinde bulunan DL-p-hidroksifenillaktik asit, ferulik asit, hidrojen peroksit ve asetik asit bileşiklerinin HPLC-UV/DAD metodu ile miktar tayinleri yapılmıştır. Çalışmada izolatların 22 tanesi Lacticaseibacillus casei/paracasei/rhamnosus, 14 tanesi Lactiplantibacillus pentosus/plantarum/paraplantarum, 5 tanesi Levilactobacillus brevis, 3 tanesi Lentilactobacillusparabuchneri, 3 tanesi Latilactobacillus curvatus, 3 tanesi Loigolactobacillus coryniformis ve 2 tanesi Limosilactobacillus fermentumolarak tanımlanmıştır. 10 adet L. pentosusus/plantarum/paraplantarum ve 9 adet L. casei/paracasei/rhamnosus izolat süpernatantının P. aeruginosa üzerinde, 3 adet L. casei/paracasei/rhamnosus izolat süpernatantının E. colive 1 adet L. casei/paracasei/rhamnosus izolat süpernatantının ise K. pneumoniae üzerinde antibakteriyel etki gösterdiği saptanmıştır. En yüksek miktarda hidrojen peroksit, asetik asit ve ferulik asit içerdiği belirlenen 3b (L. casei/paracasei/rhamnosus) numaralı izolat süpernatantının, test bakterilerinin hiçbiri üzerinde antibakteriyel aktivitesinin saptanmaması, görülen antibakteriyel aktivitenin miktar tayini yapılan bileşikler ile doğrudan ilişkilendirilemeyeceğini düşündürmüştür. İzolatlar arasında en yüksek biyofilm inhibisyon değerleri, %83,84 ile 20b (L. corynformis ssp. coryniformis), %83,38 ile 18d (L. casei/paracasei/rhamnosus) ve %80,13 ile 18a (L. fermentum) numaralı izolat süpernatantlarında saptanmıştır. En yüksek biyofilm inhibisyon oranına sahip izolat süpernatantlarından olan 13a (L. parabuchneri)'nın izolatlar arasında en düşük hidrojen peroksit ve asetik asit içeriğine sahip olması ve ferulik asit içermemesi, görülen aktivitenin bu bileşikler ile doğrudan ilişkilendirilemeyeceğini göstermektedir. Çalışmamızda 2b (L. parabuchneri) ve 13a (L. parabuchneri) numaralı izolat süpernatantları dışında bütün bakteri süpernatantlarının violacein inhibisyon zonunu oluşturarak, anti-QS aktivite gösterdiği saptanmıştır. Etki görülmeyen bu iki izolatın miktar tayini yapılan bileşikler açısından benzerlik göstermemesi, görülen anti-QS aktivitenin bu bileşikler ile doğrudan ilişkilendirilemeyeceğini düşündürmüştür.
 
Anahtar Sözcükler:Antibakteriyel aktivite, Antibiyofilm aktivite,Anti-quorum sensing aktivite,HPLC-UV/DAD, Lactobacillus sp.

Abstract:
Investigation of Antibacterial, Antibiofilm, and Anti-Quorum Sensing Activities of the Lactobacillus sp. Isolated from Raw Milk and Cheese Samples

Lactobacilli produce compounds with various biological activities and potential to be used in pharmaceutical product development. In this study, 52 Lactobacillus sp., which were isolated from 23 different raw cow's milk and 23 different cheese samples, were used. The antibacterial, antibiofilm, and anti-quorum sensing(anti-QS) activities of the supernatants of the isolates, identified by MALDI-TOF MS, were investigated and the DL-p-hydroxyphenyllactic acid, ferulic acid, hydrogen peroxide, and acetic acid compounds in the supernatants were determined by HPLC-UV/DAD method. Among the isolates, 22 were identified as Lacticaseibacillus casei/paracasei/rhamnosus,14 as Lactiplantibacillus pentosus/plantarum/paraplantarum,5 as Levilactobacillus brevis, 3 as Lentilactobacillusparabuchneri, 3 as Latilactobacillus curvatus, 3 as Loigolactobacillus coryniformis and 2 as Limosilactobacillus fermentum. The supernatants of 10 L. pentosus/plantarum/paraplantarum and 9 L. casei/paracasei/rhamnosus exhibited antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa. Additionally, the supernatants of 3 L. casei/paracasei/rhamnosus isolatesshowed antibacterial activity against Escherichia. coli, and 1 L. casei/paracasei/rhamnosus isolate exhibited antibacterial activity against Klebsiella pneumoniae.The antibacterial activity of supernatant 3b (L. casei/paracasei/rhamnosus), which contained the highest amount of hydrogen peroxide, acetic acid, and ferulic acid, was not observedagainst any of the tested bacteria. This suggests that the antibacterial activity observed may not be directly attributed to the quantified compounds. Regarding antibiofilm activity, the isolates with the highest inhibition values in their supernatants were 20b (L. corynformis ssp. coryniformis) with 83.84% inhibition, 18d (L. casei/paracasei/rhamnosus) with 83.38% inhibition, and 18a (L. fermentum) with 80.13% inhibition. Notably, supernatant 13a (L. parabuchneri), which exhibited high biofilm inhibition, had the lowest hydrogen peroxide and acetic acid levels among the isolates and did not contain ferulic acid. This suggests that the observed activity may not be directly linked to these compounds. Our study determined that all bacterial supernatants except the isolate supernatants 2b (L. parabuchneri) and 13a (L. parabuchneri) showed anti-QS activity by forming the violacein inhibition zone. The fact that these two isolates, which did not show any anti-QS activity, did not show similarity in terms of the compounds that were quantified suggested that the anti-QS activity observed could not be directly associated with these compounds.

Keywords: Antibacterial activity, Antibiofilm activity, Anti-quorum sensing activity,HPLC-UV/DAD, Lactobacillus sp.