Antimikrobik etkili katyonik peptitlerin mikroorganizmalar üzerine tek başlarına ve kombinasyon halindeki etkilerinin araştırılması
In vitro activities of antimicrobial cationic peptides, alone and in combination with antibiotics against microorganisms
Yazar: SİBEL DÖŞLER
Danışman: PROF.DR. BÜLENT GÜRLER
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
ÖZET Günümüzde, kliniklerde yoğun olarak kullanılan antibiyotiklere karşı bakterilerin yüksek oranda direnç geliştirmesi, araştırmacıları yeni antimikrobik etkili kaynakların arayışına yöneltmiştir. Bunların arasında en fazla öne çıkan grup, canlıların çevrelerini kuşatan mikroorganizmalara karşı savunmalarında doğal bağışıklığın önemli unsurlarından olan antimikrobik etkili katyonik peptitlerdir. Çalışmamızda, farklı yapılardaki katyonik peptitlerden kolistin metansülfonat, mellitin ve nişinin çeşitli bakterilere karşı tek başına ve sık kullanılan antibiyotiklerden amikasin, seftazidim, imipenem, siprofloksasin, ampisilin ve eritromisinle kombinasyon halindeki etkileri in vitro koşullarda araştırılmıştır. Bunun için İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı rutin laboratuvarlarmda izole edilen 15'er adet Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumorüae, metisiline duyarlı Staphylococcus aureus (MSSA), 9 adet metisiline dirençli S. aureus (MRSA) ve 14 adet Enterococcus faecalis susuna karşı minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) ve minimum bakterisidal konsan¬ trasyonu (MBK) değerleri mikrodilüsyon yöntemiyle incelenmiştir. Gram negatif bakterilere karşı amikasin, seftazidim ve imipenemin MİKgo değerleri 8 (J-g/ml, siprofloksasinin ise 2 ^ıg/rnl; Gram pozitif bakterilere karşı seftazidim ve ampisüinin MİKgo değerleri >256 ng/ml, eritromisinin >128 (ig/ml, amikasin ve imipenemin 32 jıg/ml, siprofloksasinin ise 16 {ig/ml olarak bulunmuş ve tartım bazında en etkili antibiyotiğin siprofloksasin olduğu saptanmıştır. Katyonik peptitlerden kolistin metansülfonat Gram negatif bakterilere karşı 2 Hg/ml, mellitin ise Gram pozitif bakterilere karşı 8 [ig/mllik MİKgo değerleri ile en etkili maddeler olarak tespit edilmiş olup bu değerlersiprofloksasinin MİK değerleriyle kıyaslanabilecek düzeydedir. MBK değerleri ise bakterisidal etkili antibiyotiklerde ve katyonik peptitlerde MİK değerlerine eşit veya iki katı konsantrasyonlarda bulunmuştur. Çalışmada kullanılan Gram negatif bakterilere karşı kolistin nıetansülfonat ve mellitinin, Gram pozitif bakterilere ise mellitin ve nişinin antibiyotiklerle kombinasyon halindeki etkileri mikrodilüsyon "checkerboard" yöntemi ile araştırılmıştır. Bulgular FİK indeksine göre değerlendirildiğinde denenen kombinasyonlardan en fazla sinerjist etkili bulunanlar P. aeruginosa'yei karşı kolistin metansülfonat - siproflok- sasin (% 54), E. coli ve K. pneumoniae'ye karşı kolistin metansülfonat - imipenem (% 50 ve % 54), MRSAya karşı nişin - imipenem (% 67) MSSA ve E. faecalis'e karşı ise nişin - ampisilin (% 67 ve % 47) kombinas¬ yonları olarak belirlenmiştir. Kombinasyonların hiçbiriyle antagonist etki saptanmamıştır. Elde ettiğimiz bulguların, antimikrobik etkili katyonik peptitlerin ilaç haline getirilerek klinik kullanıma girebilmeleri için yapılan çalışmalara yardımcı olacağı inancındayız.

Abstract:
SUMMARY IN VITRO ACTIVITIES OF ANTIMICROBIAL CATIONIC PEPTIDES, ALONE AND IN COMBINATION WITH ANTIBIOTICS AGAINST MICROORGANISMS Recently, because bacteria develope resistance to antibiotics that are commonly used in clinics, researchers tend to search for new antimicrobial sources. Among these sources, the most remarkable group is the antimicrobial cationic peptides which are the important component in the innate immune response to the surroundding microorganisms. In this study, we investigated the in vitro activities of three different structures of cationic peptides, which are colistin methanesulphonate, mellitin and nisin alone and in combination with frequently used antibiotics such as amikacin, ceftazidime, imipenem, ciprofloxacin, ampicillin and erythromycin against various bacteria. Therefore we determined the Minimal Inhibitory Concentrations (MICs) and Minimal Bactericidal Concentrations (MBCs) using the microdilution method against 15 strains of Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, methicilline susceptible Staphylococcus aureus (MSSA), nine strains of methicilline resistant S. aureus (MRSA) and 14 strains of Enterococcus faecalis which were isolated from the routine laboratory in Istanbul University, Istanbul Faculty of Medicine, Department of Microbiology and Clinical Microbiology. We found the MIC90 values of amikacin, ceftazidime and imipenem as 8 (.ig/ml and ciprofloxacin as 2 ng/ml against Gram negative bacteria; the MIC90 values of ceftazidime and ampicillin were both >256 (ug/ml, erythromycin as >128 ug/ml, amikacin and imipenem 75were both 32 ug/ ml and ciprofloxacin as 16 ng/ml against Gram positive bacteria. On weight basis the most active antibiotic was ciprofloxacin. Among the cationic peptides, we found the most active substances, colistine methanesulphonate against Gram negative bacteria and mellitin against Gram positive bacteria with MIC90 values of 2 ng/ml and 8 fig/ml, respectively. Their activities were comparable with those of ciprofloxacin. MBC values of the bactericidal antibiotics and cationic peptides were found either equal or just two fold of the MIC values. In our study, we investigated the activities of colistine methane sulphonate and mellitin against Gram negative bacteria, mellitin and nisin against Gram positive bacteria, in combination with several antibiotics, using the microdilution "checkerboard" method. When the findings were evaluated with FIC indexes, the most active combinations with synergistic interactions were colistin methanesulphonate - ciprofloxacin against P. aeruginosa (54 %), colistin methanesulphonate - imipenem against B. coli and K. pneumoniae (50 % and 54 %), nisin - imipenem against MRSA (67 %) and nisin - ampicillin against MSSA and E. faecalis (67 % and 47 %). None of the combinations showed antagonistic effect. We believe that our findings will helpfull for the investigations to improve the use of antimicrobial cationic peptides in clinics as therapeuthic agents. 76