Enfeksiyon etkeni ve normal flora elemanı Staphylococcus epidermidis izolatlarının "Slime" faktörü oluşturma, "Slime" oluşumu ile ilgili genlerin varlığı ve lektin tiplendirmesi yönlerinden karşılaştırılması
Comparison of floral and infectious Staphylococcus epidermidis isolates in aspects of slime factor production, presence of genes related with slime production and lectin typing.
Yazar: NAZLI GÜRKAN
Danışman: PROF. DR. FERDA TUNÇKANAT
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2010
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Biyofilmler = Biofilms ; Enfeksiyonlar = Infections ; Lektinler = Lectins ; Patojenler = Pathogens ; Slime = Slime ; Staphylococcus = Staphylococcus ; Staphylococcus epidermidis = Staphylococcus epidermidis

Özet:
Staphylococcus epidermidis, son yıllarda nozokomiyal enfeksiyonların en sık saptanan etken mikroorganizması olarak artık kommensal bir bakteriden ziyade bir patojen olarak sıklıkla akla gelmektedir. Kommensal bir bakteri olarak konak immünitesi ile uyumlu bir ilişki içinde olmasını sağlayan mekanizmalarını, özellikle bağışıklık sistemi baskılanmış kişilerde fırsatçı enfeksiyonlar ve biyomedikal alet ile ilişkili enfeksiyonları oluşturmada başarıyla kullanan bu mikroorganizma, sıklıkla biyofilm oluşumu ile beraber giden, tedavisi zor enfeksiyonlara neden olmaktadır. Öte yandan, normal flora elemanı da olması nedeniyle, klinik örneklerden izole edildiğinde etken-kontaminan ayrımının yapılması sorun yaratmaktadır. Fırsatçı enfeksiyonlara duyarlılık yaratan konak faktörlerinin dışında, bakteriye ait patojenite faktörlerinin belirlenmesi bu ayırımda kolaylık sağlayabilecek ve S. epidermidis enfeksiyonlarının hızlı tanı ve tedavisinde yararlı olabilecektir.Sağlıklı kişilerin normal deri ve mukoza örneklerinden izole edilen S. epidermidis izolatlarıyla, hastalık etkeni olduğu düşünülen S. epidermidis izolatlarının biyofilm oluşturma özelliklerini karşılaştırmak amacıyla yapılan bu çalışmada enfeksiyon etkeni olarak değerlendirilen 55 izolat ile 37 normal flora izolatı, fenotipik olarak tüpte ?slime? oluşumu, kongo kırmızısı agar (KKA)' daki koloni görünümleri, mikroplakta biyofilm oluşturma düzeyleri; genotipik olarak ise icaA, icaB, icaC, icaD, atlE ve aap genlerinin varlığı ve ek olarak yüzey yapılarının karşılaştırılması amacıyla lektin tiplendirme yöntemleriyle incelenmiştir. Etken ve kontrol grupları arasında fenotipik testler açısından anlamlı bir fark bulunmamıştır. Etken grupta icaADBC operonunda yer alan icaA, icaB, icaC ve icaD gen pozitiflikleri kontrol gruba göre anlamlı olarak yüksek bulunmuştur (icaA,B için p<0,001; icaC,D için p=0,001). Biyofilm oluşumunda etken ve flora izolatları arasında major farkın ise icaB geninin varlığı ile belirlendiği saptanmıştır. Etken grup için fenotipik testlerden KKA'da siyah koloni oluşumu, tüpte ?slime? oluşturma ve mikroplakta oluşturulan biyofilmin kalınlığı ile icaA, icaB ve icaD gen pozitifliği ilişkili bulunmuştur. Hem etken hem flora grubu için, tüpte ?slime? oluşturma özelliği ve mikroplakta oluşturulan biyofilmin kalınlığı ile icaA ve icaD gen varlığı ilişkili bulunmuştur. atlE ve aap genlerinin varlığı ise hiçbir testte etken ve flora izolatları için istatistiksel olarak anlamlı farklılıkta sonuç vermemiştir. Çalışma grupları arasında değerlendirilen ConA, LCA, SBA ve WGA lektinlerinden LCA bağlanma düzeyi etken grupta kontrol gruba göre istatistiksel olarak anlamlı oranda düşük, SBA bağlanma düzeyi ise istatistiksel olarak anlamlı oranda yüksek olarak saptanmıştır (p=0,005 ve p=0,001).Sonuç olarak etken ve kontrol izolatları arasındaki farklılıklar; icaADBC operonunun, özellikle de icaB geninin etken grupta kontrol gruba göre daha yüksek oranda bulunması, etken grupta LCA lektine bağlanma oranının düşüklüğü ve SBA lektine bağlanma oranının yüksekliği olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlar patojen suşların genotipik olarak daha fazla biyofilm oluşturabilme yeteneğinde olduğunu göstermiş, ayrıca etken ve flora izolatlarının yüzeylerinde bulunan karbonhidrat dağılımlarındaki farklılık açısından bilgi verici olmuştur. Bakterilerin yüzeylerinde yer alan karbonhidratların hücrelerin immün sistem, konak hücreleri ve diğer bakterilerle ilişkilerini belirlemedeki rolü düşünüldüğünde, etken ve kontrol izolatların yüzey yapılarının daha ileri tekniklerle tiplendirilmesinin kommensal patojen, başka bir deyişle kontaminan-etken ayrımında önemli noktalara ışık tutacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Staphylococcus epidermidis has become the most common agent of nosocomial infections and is now recalled as a pathogen rather than a commensal bacterium. It has well adapted mechanisms towards host immune system gained through its commensal life and is causing opportunistic and biomedical-device related infections mostly in immunologically depressed patients. These are difficult to treat infections because of the biofilm formation that accompanies the infection process. Another problem with these infections is the difficulty in making decision on whether the isolated strain is the causative agent or just a contaminant from the normal flora. In this discrimination, it would be beneficial to determine bacterial pathogenicity factors besides host factors causing susceptibility for these infections and provide rapid diagnosis and treatment of S.epidermidis infections.In this study S.epidermidis isolates obtained from normal skin and mucosa samples of healthy persons were compared with infectious isolates for biofilm forming properties. Fiftyfive infectious isolates and 37 flora isolates were examined phenotypically for slime formation with tube slime test, colony properties in Congo red agar (CRA), and quantity of biofilm formation on microplate; genotypic properties with icaA, icaB, icaC, icaD, atlE and aap gene investigations; and additionally with lectin typing for comparison of surface structures. No significant difference was found for phenotypic tests between infectious and commensal isolates. The positivity of icaA, icaB, icaC and icaD genes were found to be significantly higher in infectious group than commensal isolates (for icaA,B p<0,001; for icaC,D p=0,001). The major cause of difference in biofilm formation between infectious and commensal isolates was found to be determined by the presence of the icaB gene. Black colony formation on CRA, slime formation in tube test and the quantity of biofilm formed on microplate was found to be associated with positivity of icaA, icaB and icaD genes in the infectious group. Slime formation in tube test and quantity of biofilm on microplate were found to be associated with icaA and icaD positivity in both infectious and floral isolates. The positivity of atlE and aap genes did not cause a statistically significant difference between infectious and commensal isolates in any of the tests used. Lectin typing of the isolates with ConA, LCA, SBA and WGA lectins showed significantly lower binding of LCA lectin and higher binding of SBA lectin in infectious isolates than the flora isolates (p=0,005 and p=0,001).As a result; the infectious Staphylococcus epidermidis isolates showed higher positivity for icaADBC operon, especially the icaB gene, lower binding ratio of LCA lectin and higher binding of SBA lectin. These results showed that the infectious isolates were genotypically more equipped to produce biofilm, and were different from floral isolates in distribution of carbohydrates on their surfaces. Considering the role of surface carbohydrates in determining the relationship of cells with immune system, host cells and other bacteria, further studies for typing of surface structures of infectious and floral isolates with higher techniques are suggested to be very informative for discrimination of commensal isolates from pathogenic ones.