İlaç direnci geliştirme riskine sahip bakteriler üzerinde florlu 5- tert-butıl salisilaldehitlerin antibakteriyel etkilerinin araştırılması
Investigation of the antibacterial effects of on bacteria that have the risk of developing drug resistance
Yazar: KARZAN HASSAN HAJI
Danışman: PROF. DR. FARUK SÜZERGÖZ
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Son yıllarda, çoklu direnç fenotiplerine sahip olanlar da dahil olmak üzere birçok mikroorganizmada antibiyotik dirençleri tanımlanmıştır. Bu, Dünya Sağlık Örgütü'nün de belirttiği gibi endişe verici bir durumdur ve birçok araştırmacı yeni terapötik alternatiflerin geliştirilmesine odaklanmıştır. Çalışmamızda mikroplara karşı direnci çözmek için yeni antimikrobiyal ilaçlar keşfetmeyi ve Schiff bazlarından Florlu 5-tert-butil salisilaldehitlerin antibakteriyel ajan olarak potansiyelini ve etkinliğini değerlendirmeyi amaçlandı. Çalışmada, Escherichia coli (ATCC, 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC, 27853) ve Staphylococcus aureus (ATCC, 29213) bakteri suşları 50 ml'de Nutrient Broth (NB) içinde 37 °C'de 24 saati inkübe edildi. Seri kültürler için, 1 ml başlangıç kültür numunesi 100 ml NB'de 37 °C'de 24 saat inkübe edildi. Schiff bazı türevlerinden florlu 5-tert-bütil salisilaldehitler (Bileşik 1-5) 1 ila 1000 µM dozlarda triple düzende 96 kuyucuklu kültür plakalarına eklendi. NB'de 0,5 McFarland standartlarına ayarlanan bakteriler, her kültür plakası kuyusuna 100 µl'lik bir dozda eklendi. Kültür plakları 37 °C'de 18 saat inkübe edildi. Kültür periyodundan sonra, her bir kuyucuğa 10 µl MTT solüsyonu (300 µM konsantrasyonunda) eklendi ve 4 saat inkübe edildi. MTT-formazan kristallerini çözmek için her kuyucuğa 100 µl dimetil sülfoksit ilave edildi. Kültür plakaları, bir ELIZA mikroplaka okuyucusunda 570 nm'de okundu ve her bir oyuk için optik yoğunluk (OD) değerleri kaydedildi. Her bileşiğe ait MIC50 değeri, OD değerleri kullanılarak lineer regresyon analizi ile hesaplandı. Gentamisin MIK50 değerleri sırasıyla P. aeruginosa, E. coli ve S. aureus için; 1.43, 1.93, 1.98 µM bulundu. Sonuçlar, antibiyotiklerin test edilen suşların büyümesi üzerinde büyük bir engelleyici etkiye sahip olduğunu gösterdi. P. aeruginosa'ya karşı en güçlü inhibitör etkiler C2, C3 ve C5 ile elde edilmiştir (MIK50 değerleri sırasıyla 9,56, 9,9, 3,46 μM). S. aureus üzerindeki en güçlü etki C5 ile ve orta düzeyde etkiler C1, C2, C4 ile elde edildi (MIK50 değerleri sırasıyla 5,12, 5.8, 15.1, 12.7 μM). C1, E. coli üzerinde orta derecede etki göstermiştir (MIC50 değerleri 18,9 μM). Yeni güçlü antimikrobiyal ajanların keşfinde değerli olabilecek çalışmamız ülkemizdeki insan sağlığı ve ilaç endüstrisine katkı sağlayacaktır. Bu sonuçlar, florlu 5-tert-butil salisilaldehitlerin bakterilerin kontrolünde yeni antibiyotik ajan adayları olarak kullanılması olasılığının önünü açmaktadır. Gelecekteki çalışmalar, potansiyel toksik reaksiyonları ve gerçek etkinliği belirlemek için in vivo ve klinik testleri içerecektir.

Abstract:
Antibiotic resistance has been documented in a variety of microorganisms and those with multi-resistance phenotypes over the last few decades. According to the World Health Organization, this is a concerning situation, and several researchers are working to develop new therapeutic options. In our study, we aimed to discover new antimicrobial drugs against microbes to solve the resistance and evaluate the potentiality and effectiveness of Fluorinated 5-tert-butyl salicylaldehydes from Schiff bases antibacterial agents. In this study, Escherichia coli (ATCC, 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC, 27853), as well as Staphylococcus aureus (ATCC, 29213), bacterial strains incubated in 50 ml in Nutrient Broth (NB) at 37 °C for 24 h. For serial cultures, 1 ml of the initiating culture sample was incubated in 100 ml NB at 37 °C for 24 h. Schiff base derivatives of fluorınated 5-tert-butyl salicylaldehydes (Compound 1-5) added to 96-well culture plates in triplicate order at 1 to 1000 µM doses. Bacteria, set to 0.5 McFarland standards in NB, were added in 100 µl to each culture plate wells. The plate was incubated at 37 °C for 18 hours and then placed in a 37 °C incubator. After the incubation time, a total of 10 µl of a 300-µM MTT solution was added to each well, and the plates were left to incubate for 4 hours. Diluted with 100 microliters of dimethyl sulfoxide, the MTT-formazan crystals were dissolved. The culture plate was read on the ELIZA microplate reader at 570 nm, and the optical density (OD) values for each well were recorded. MIC50 value of each compound was calculated by linear regression analysis using OD values. MIC50 values for gentamicin were found on P. aeruginosa, E. coli and S. aureus 1.43, 1.93, 1.98 µM, respectively. The results showed that the antibiotics have a significant inhibitory effect on the growth of tested strains. The most potent inhibitory effects against P. aeruginosa were obtained by Compounds 2, 3, and 5 (MIC50 values were 9.56, 9.9, 3.46 μM, respectively). The most potent effect on S. aureus was obtained by C5 and moderate impact by Compound 1, 2 and 4 (MIC50 values were 5.12, 15.8, 15.1, 12.7 μM, respectively). Compound 1 was showed a moderate effect on E. coli (MIC50 values was 18.9 μM). Our research, which may be beneficial in discovering new potent antimicrobial agents, will benefit the human health care system and the pharmaceutical industry in our country. These results pave the way toward the possibility of using the fluorınated 5-tert-butyl salicylaldehydes as new antibiotic agent candidates in control of bacteria. Future studies will be containing the in vivo and clinical tests for determining the potential toxic reactions and actual effectiveness.