Çoğul dirençli acinetobacter baumannii izolatlarına etkili antibiyotikler ile bitki etken maddelerinin In Vitro sinerjistik etkileşimlerinin araştırılması
Investigation of In-Vitro synergistic interactions of antibiotics and plant active ingredients effective on multi-drug resistant acinetobacter baumannii isolates
Yazar: RUKİYE ASLAN
Danışman: PROF. DR. AHMET ALİM
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Acinetobacter baumannii = Acinetobacter baumannii ; Bitki-ilaç etkileşimi = Herb-drug interactions ; Hastane enfeksiyonları =

Özet:
Acinetobacter baumannii son yıllarda hastane enfeksiyonu etkeni olarak izole edilen bakteriler arasında ilk sıralarda yer almaktadır. Bakterinin mevcut antibiyotiklere hızla direnç kazanması sonucunda çoğul ilaca dirençli (MDR) suşlar gelişmektedir. Bu durum mevcut tedavi yöntemlerini kısıtladığından klinisyenleri yeni antimikrobiyal ajanların ve farklı tedavi yöntemlerinin arayışına yönlendirmektedir. Bu çalışmada MDR A. baumannii izolatlarına karşı kolistin, meropenem, siprofloksasin antibiyotikleri ile curcumin, punicalagin, geraniol ve linalool bitki etken maddelerinin tek başına ve kombinasyon halinde antimikrobiyal ve sinerjistik etkileşimleri ile biyofilm inhibisyon kapasitelerinin in vitro olarak araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Tıp Fakültesi, Uygulama ve Araştırma Hastanesi, Mikrobiyoloji Laboratuvarı'na farklı birimlerden gelen klinik örneklerden izole edilmiş, en az üç antibiyotik sınıfına dirençli, farklı 30 adet MDR A. baumannii izolatı ile bir adet A. baumannii (ATCC 17987) standart şusu kullanılmıştır. Antibiyotikler ve bitki etken maddelerinin MİK ve MBK değerleri belirlenmiştir. Kombinasyonel antimikrobiyal etkileşimlerin belirlenmesi amacıyla 12 farklı kombinasyon oluşturularak, dama tahtası yöntemi ile test edilmiş ve FİKi değerleri hesaplanmıştır. Ardından tüm antimikrobiyal ajanların, tek başına ve kombinasyon halinde biyofilm inhibisyon kapasiteleri mikrotitre plak yöntemiyle test edilmiştir.
Punicalagin, sahip olduğu 128 µg/ml MİK ve MBK değerleri ile tek başına antimikrobiyal etkinliği en yüksek etken madde olarak belirlenmiştir. Etken maddelerin sırası ile MİK değerleri geraniol için 1024 µg/ml, linalool için 2048 µg/ml ve curcumin için 4096 µg/ml olarak belirlenmiştir. FİKi değerlerine göre sinerjistik etkileşim en yüksek COL×GER (%83,87) ve COL×LIN (%77,42) kombinasyonlarında tespit edilmiştir. Aditif etkileşim ise en yüksek COL×CUR (%83,87) ve CIP×LIN (%80,65) kombinasyonlarından elde edilmiştir. Sinerjistik ve aditif etkileşim oranları bağımsız etkileşime kıyasla daha yüksek bulunurken, hiçbir kombinasyonda antagonistik etkileşim gözlenmemiştir. Etken maddelerin tek başına antimikrobiyal ve antibiyofilm kapasiteye sahip olmasının yanı sıra, antibiyotiklerin kombinasyonel olarak potansiyel antimikrobiyal etkinliklerini arttırdıkları tespit edilmiştir. Tek başına en yüksek biyofilm inhibisyon kabiliyetinin antibiyotiklerden %91,87 oranı ile meropeneme, bitki etken maddelerinden %91,25 oranı ile geraniole ait olduğu tespit edilmiştir. Kombinasyonel biyofilm inhibisyon kabiliyeti en yüksek CIP×GER kombinasyonunda (%66,75) ve ardından MER×GER kombinasyonunda (%58,81) gözlenmiştir. Biyofilm inhibisyon kabiliyetinin olmadığı konsantrasyon ve kombinasyon tespit edilmemiştir. MDR A. baumannii izolatlarına karşı antibiyotiklerin antimikrobiyal ve antibiyofilm etkinliği, bitki etken maddeleriyle kombine olarak uygulandığı takdirde daha etkili sonuçların elde edilmesini sağlamaktadır. Bu sonuçlar, antimikrobiyal ajanların geliştirilmesi amacıyla yapılacak araştırmalara zemin oluşturması açısından umut vericidir. Bu çalışmadan elde edilen verilerin, farklı klinik izolatların test edildiği, farklı bitki etken maddesi ve antibiyotiklerin kullanılarak oluşturulduğu yeni kombinasyonlarla, in vitro, in vivo ve klinik araştırmalar yapılarak desteklenmesi ve geliştirilmesi önemlidir.

Abstract:
Acinetobacter baumannii is among the first bacteria isolated as the causative agent of nosocomial infections in recent years. Multi-drug resistant (MDR) strains are developing as a result of the bacteria rapidly gaining resistance to existing antibiotics. Since this situation limits available therapeutic methods, it directs clinicians to search for new antimicrobial agents and different therapeutic methods. In this study it was aim to in vitro investigated the antimicrobial, synergistic interactions, and biofilm inhibition capacities of colistin, meropenem, ciprofloxacin antibiotics and curcumin, punicalagin, geraniol and linalool plant active ingredients against MDR A. baumannii isolates, alone and in combination. The bacteria were used in the study, which isolated from clinical samples coming from different units to Sivas Cumhuriyet University Faculty of Medicine Application and Research Hospital Microbiology Laboratory (different 30 MDR A. baumannii isolates which resistant to at least three antibiotic classes and one A. baumannii (ATCC 17987 standard strain), within the scope of the study. The MIC and MBC values of the antibiotics and plant active ingredients. In order to determine combinatorial antimicrobial interactions, 12 different combinations were created and tested by the checkerboard method. FIKi values of antibiotics and plant active ingredients were calculated. Then, biofilm inhibition capacities of antimicrobial agents alone and in combination were tested by the microtiter plate method. Punicalagin was determined as the active ingredient with the highest antimicrobial activity alone, with its MIC and MBC values of 128 µg/ml. It was determined as the MIC values of the active ingredients respectively;  1024 µg/ml for geraniol, 2048 µg/ml for linalool and 4096 µg/ml for curcumin. It was determined the highest synergistic interaction according to FIKi values, COL×GER (83.87%) and COL×LIN (77.42%) combinations. It was determined the highest additive interaction COL×CUR (83.87%) and CIP×LIN (80.65%) combinations. While synergistic and additive interaction rates were found to be higher compared to indifference interactions, no antagonistic interactions were observed in any combination. In addition to the active ingredients having antimicrobial and antibiofilm capacity alone, it has been determined that combinations of antibiotics increase their potential antimicrobial activity. It was determined that the highest biofilm inhibition ability alone belonged to meropenem with 91.87% in antibiotics, followed by geraniol with 91.25% in plant active ingredients. The highest combinatorial biofilm inhibition ability was observed in the CIP×GER combination (66.75%), followed by the MER×GER combination (58.81%). There was not any concentration or combination without biofilm inhibition ability detected. The antimicrobial and antibiofilm activity of antibiotics against MDR A. baumannii isolates provides more effective results if applied in combination with plant active ingredients. These results are promising in terms of providing the basis for research to develop antimicrobial agents. It is significant to support and develop the data obtained from this study by conducting in vitro, in vivo, and clinical studies, in which different clinical isolates are tested, with new combinations using different plant active ingredients and antibiotics.