Defensinlerin periodontopatojenik biyofilm üzerine etkisi
Effect of defensins on periodontopathogenic biofilms
Yazar: MUTLU KESKİN
Danışman: PROF. DR. AYŞEN GÜLDEN IŞIK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Periodontoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antienfektif ajanlar = Anti infective agents ; Biyofilmler = Biofilms ; Fusobacterium = Fusobacterium ; Fusobacterium nucleatum = Fusobacterium nucleatum ; Peptidler = Peptides ; Periodontitis = Periodontitis ; Periodontoloji = Periodontology

Özet:
Keskin M. Defensinin Periodontopatojen Biyofilm Üzerine Olan Etkisinin İncelenmesi. İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Periodontoloji AD. Doktora Tezi. İstanbul, 2014
Bu çalışma, α-defensin varlığına karşı F. nucleatum' un planktonik özelliklerini, biyofilm yapılarını ve ikili- bakteri gruplarının biyofilm oluşum kapasitelerini, savunma mekanizmaları yönünden değerlendirmeyi amaçlamıştır. Tüm tekli bakteri değerlendirmelerimizde, F. nucleatum' un bir adet tip suşu, ve iki adet klinik suşu kullanılmış, ikili bakteri incelemelerinde ise F. nucleatum ile birlikte P. gingivalis, P. intermedia ve P. micra' nın tip suşları yer almıştır. 0 µg/ml (kontrol), 1 µg/ml, 5 µg/ml, ve 10 µg/ml konsantrasyonlardaki HNP-1 varlığında, F. nucleatum' a ait biyofilm polisakkarit formasyonu ve mikroskobik görüntülenmesi, membran geçirgenliği, planktonik çoğalma, biyofilm oluşumu, gelişimi ve hücre canlılığının  değerlendirilmesi yapılmıştır. İkili bakterilerde ise 5 µg/ml' lik HNP-1 konsantrasyonu varlığında biyofilm oluşumuna dair kitle miktarları ve polisakkarit değerlerinin analizleri ve görüntülenmesi gerçekleştirilmiştir. Bunların yanısıra LL-37, QSİ testleri de uygulanmıştır. Tüm testlerimizin istatistiksel analizlerinde paired sample t-test kullanılmıştır. HNP-1' in, F. nucleatum suşlarına ait planktonik çoğalmayı ve oluşmuş biyofilmin gelişimini arttırabilmekle birlikte membran geçirgenliğinde azalma meydana getirebileceği saptanmıştır. Ancak, HNP-1' in, F. nucleatum' un biyofilm oluşum değerleri üzerinde inhibisyon etkisi gösterebileceği bulunmuştur. LL-37' ye karşı HNP-1' den farklı F. nucleatum reaksiyonu izlenmiştir. Dual- biyofilmlerin, HNP-1 varlığına karşı sadece F. nucleatum biyofilmine oranla daha dirençli olabileceği görülmüştür.
Fizyolojik konsantrasyonlardaki HNP-1 etkisinin, F. nucleatum' a ait membran geçirgenlik değerlerinde azalma meydana getirmesi ve planktonik çoğalma ile birlikte oluşmuş biyofilmin gelişiminde artışa yol açması, F. nucleatum' un HNP-1' e karşı bir savunma yanıtı olarak yorumlanmıştır. Ayrıca, F. nucleatum' un HNP-1' e karşı gösterdiği suşlara özel karakterdeki bakteriyel yanıtı, F. nucleatum suşlarının sahip olduğu patojenik potansiyeldeki farklılıklar olarak yorumlamak mümkündür. 
Anahtar Kelimeler : Fusobacterium nucleatum, defensin, antimikrobiyal peptid, biyofilm, periodontopatojen
Bu çalışma Centre for International Mobility of Finland (CIMO) tarafından desteklenmiştir. Proje No: KM-12-8028

Abstract:
Keskin M. Effect of defensins on periodontopathogenic biofilms. Istanbul University, Institute of Health Sciences, Department of Periodontology, PhD thesis. İstanbul. 2014

The aim of this study was to evaluate the effects of α-defensin (Human neutrophilic peptide, HNP) on planktonic cell characteristics, biofilm structures and single- and dual-bacterial biofilm formation capacity of Fusobacterium nucleatum. In all experiments, one type strain and two clinical strains of F. nucleatum were used. In addition, to analyze dual-biofilm formations, type strains of P. gingivalis, P. intermedia and P. micra were incubated with the type strain of F. nucleatum. Biofilm polysaccharide formation and microscopic imaging, membrane permeability, planktonic growth, biofilm formation, established biofilm development and cell viability tests of F. nucleatum were performed in the presence of 0 µg/ml (control), 1 µg/ml, 5 µg/ml, and 10 µg/ml HNP-1. In dual-bacterial groups, biofilm mass, polysaccharide levels, and microscopic imagings were done in the presence of 5 µg/ml HNP-1. Furthermore LL-37 and quorum sensing inhibitor (QSI) tests were performed. Paired sample t-test was used in all statistical analysis. Increase in planktonic growth and established biofilm development, decrease in membrane permeability in the presence of HNP-1 was determined. However, the effect of HNP-1 on biofilm formation was inhibitory. F. nucleatum reacted differently against LL-37 in comparison to HNP-1. Dual- biofilms has shown to be more resistant to HNP-1 action than mono- F. nucleatum biofilm.  
We conclude that the decrease in membrane permeability and the increase in planktonic and established biofilm growth could act as defense mechanisms of F. nucleatum against physiologic concentrations of HNP-1. In addition, this strain-dependent survival ability against HNP-1 may explain the differences in the pathogenic potential of F. nucleatum subspecies/strains.



Key words: Fusobacterium nucleatum, defensin, antimicrobial peptide, biofilm, periodontopathogen
This present work was supported by Centre for International Mobility of Finland (CIMO). Project No: KM-12-8028