Irak'ın Babylon kentindeki yanıklardan, yaralardan ve idrar yolu enfeksiyonu hastalarından izole edilen pseudomonas aeruginosa'nın moleküler tanımlanması ve virülans analizi
Molecular identification and virulence analysis of pseudomonas aeruginosa isolated from burns, wounds and uti patients in Babylon, Iraq
Yazar: ZAINAB MOHAMMED NAJI AL-SHAMMARI
Danışman: DOÇ. DR. TARKAN YORULMAZ
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Gram-negatif bir bakteri olan Pseudomonas aeruginosa, antibiyotiklere karşı gösterdiği 
direnç nedeniyle büyük bir endişe kaynağıdır. Araştırmacılar, efluks pompaları ve 
antibiyotik hedefleri gibi doğuştan gelen mekanizmalarını ve gen transferi yoluyla 
edinilen direncini incelemektedir. Bu durum, mikrobiyal ekoloji ve hastalık 
yönetiminde stratejilere duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır. Çalışmamızda, Irak'ın Babil 
Şehri'ndeki P. aeruginosa'yı araştırmak ve çeşitli genetik yapısı ile patojenite 
özelliklerineodaklanılmıştır.Araştırma,P.aeruginosa enfeksiyonlarının epidemiyolojisini 
anlamayı ve hedefe yönelik tedavi stratejileri geliştirmeyi amaçlamaktadır. Örnekler 
yanıklar, yaralar ve idrar yolu enfeksiyonları olarak ayrılan 100 katılımcıdan ve 50 
sağlıklı bireyden oluşan bir kontrol grubu olmak üzere toplam 150 kişiden 
oluşmaktadır. MİK'i belirlemek için VITEK-2 sistemi kullanılmıştır. Biyofilm üretim 
oranı, mikrotitre plakası yöntemiyle tahmin edilmiştir. Daha sonra DNA ekstrakte 
edilmiş, ExoA ve FliC genleri PCR ile çoğaltılmış ve çoğaltılan ürün dizinlenmiştir. 
Elde edilen diziler daha sonra çeşitli nükleotidleri tespit etmek için NCBI Blast araçları 
kullanılarak analiz edilmiştir. Pseudomonas aeruginosa kültürünün sonuçları, bakteri 
kültürünün tipik sonuçlarını göstermiştir. Verilerin analizi, en yüksek P. aeruginosa
izolat yüzdesinin (%30) 17-26 yaş grubunda bulunduğunu göstermektedir. 27-36 yaş 
grubunda %28, 37-45 yaş grubunda %24 ve en düşük yüzde %18 ile 46-51 yaş 
grubunda bulunmuştur. Ki-kare değeri 1,680 ve buna karşılık gelen p-değeri 0,641'dir. 
Örneklerin enfeksiyon bölgesine göre dağılımında, en yüksek enfeksiyon bölgesi %42 
ile yara izolatlarında oluşurken, bunu %36 ile yanıklar ve %22 ile idrar yolu örnekleri 
takip etmektedir (ki-kare değeri 3.160 ve p-değeri 0.206). Pozitif örneklerin dağılımı her 
iki cinsiyet (erkek ve kadın) arasında eşit bir dağılım göstermiştir ve P-değeri 0.631'e 
eşittir. Kan gruplarına göre dağılım, 50 pozitif izolatın sekiz kan grubu arasında; O+ 
(%16), O (%12) A+ (%16) A (%10) B+ (%14) B (%12) AB+ (%12) ve AB (%8) olarak 
dağıldığını göstermektedir. Ki-kare değeri 2.160 olup p-değeri 0.950 gibi yüksek bir 
değerdir. VITEK-2 sistemi ile elde edilen MİK sonuçları, Gentamisin'e (GEN) %78 
oranında duyarlılık ve Aztreonam'a (ATM) %0 oranında en düşük duyarlılık göstererek 
test edilen suşlar arasında direnç olduğunu ortaya koymuştur. Öte yandan, en yüksek 
ii
direnç %96 ile Meropenem'e (MRP) karşı kaydedilirken, Gentamisin (GEN) %22 
oranında direnç göstermiştir. Bu karşılaştırmaya 0.004'e eşit anlamlı bir P-Değeri eşlik 
etmiştir. Amplifikasyon ve ardından sekanslama ile ilgili sonuçlar, NCBI veri 
tabanındaki CP075787.1 referans sekansı ile karşılaştırıldığında ExoA geninde farklı 
varyasyonlar olduğunu göstermiştir. En yüksek varyasyon oranını gösteren izolat aynı 
zamanda en yüksek biyofilm üretim oranını da göstermiştir. Flic geninin dizi analizi de 
referans ID'li (L81147.1.) referans diziyle karşılaştırıldığında farklı varyasyonlar 
göstermiştir. En yüksek varyasyon oranına sahip örnekler yüksek MİK seviyeleri 
göstermiştir. Bu çalışmanın sonuçlarından, Pseudomonas aeruginosa enfeksiyonunun 
genç yetişkinlerde yaygın olduğu sonucuna varılabilir. Gentamisin, yüksek duyarlılık 
oranları nedeniyle çoğu P. aeruginosa izolatının tedavisinde etkilidir. Genetik 
varyasyonlar biyofilm üretimi ile pozitif korelasyon göstermektedir. ExoA ve FliC gen 
varyasyonları daha yüksek olan izolatlar daha fazla biyofilm üretmiştir. ExoA ve FliC 
genlerinin genetik varyasyonları ile MİK arasında pozitif korelasyon vardır. Yüksek 
antibiyotik direnci gen varyasyonları ile bağlantılıdır.

Abstract:
Pseudomonas aeruginosa, a Gram-negative bacterium, is of great concern due to its 
resistance to antibiotics. Researchers are studying its innate mechanisms, such as efflux 
pumps and antibiotic targets, and resistance acquired through gene transfer. This 
highlights the need for strategies in microbial ecology and disease management. In our 
study, we investigated P. aeruginosa in Babylon City, Iraq, focusing on its diverse 
genetic structure and pathogenicity. The research aims to understand the epidemiology 
of P. aeruginosa infections and develop targeted treatment strategies. The samples 
consisted of 100 participants, divided into burns, wounds and urinary tract infections, 
and a control group of 50 healthy individuals, totalling 150 individuals. VITEK-2 
system was used to determine the MIC. Biofilm production rate was estimated by 
microtiter plate method. DNA was then extracted, ExoA and FliC genes were amplified 
by PCR and the amplified product was sequenced. The sequences obtained were then 
analysed using NCBI Blast tools to detect various nucleotides. The results of 
Pseudomonas aeruginosa culture showed typical results of bacterial culture. Analysis 
of the data shows that the highest percentage of P. aeruginosa isolates (30%) was found 
in the 17-26 age group. 28% was found in the 27-36 age group, 24% in the 37-45 age 
group and the lowest percentage was found in the 46-51 age group with 18%. The chisquare value was 1.680 and the corresponding p-value was 0.641. In the distribution of 
the samples according to the infection site, the highest infection site was wound isolates 
with 42%, followed by burns with 36% and urinary tract samples with 22% (chi-square 
value 3.160 and p-value 0.206). The distribution of positive samples was evenly 
distributed between both sexes (male and female), with a P-value equal to 0.631. The 
distribution according to blood groups shows that 50 positive isolates were distributed 
among eight blood groups; O+ (16%), O (12%) A+ (16%) A (10%) B+ (14%) B (12%) 
AB+ (12%) and AB (8%). The chi-square value is 2.160 and the p-value is as high as 
0.950. The MIC results obtained with the VITEK-2 system revealed that there was 
resistance among the strains tested, with the lowest sensitivity to Gentamicin (GEN) at 
78% and the lowest sensitivity to Aztreonam (ATM) at 0%. On the other hand, the 
highest resistance was recorded against Meropenem (MRP) with 96%, while 
iv
Gentamicin (GEN) showed 22% resistance. This comparison was accompanied by a 
significant P-Value equal to 0.004. The results of amplification followed by sequencing 
showed different variations in the ExoA gene compared to the reference sequence 
CP075787.1 in the NCBI database. The isolate showing the highest variation rate also 
showed the highest biofilm production rate. Sequence analysis of the Flic gene also 
showed different variations when compared to the reference sequence with reference ID 
(L81147.1.). The samples with the highest variation rate showed high MIC levels. From 
the results of this study, it can be concluded that Pseudomonas aeruginosa infection is 
common in young adults. Gentamicin is effective in the treatment of most P. aeruginosa
isolates due to high susceptibility rates. Genetic variations are positively correlated with 
biofilm production. Isolates with higher ExoA and FliC gene variations produced more 
biofilms. There is a positive correlation between genetic variations of ExoA and FliC 
genes and MIC. High antibiotic resistance is associated with gene variations.