Farklı legıonella pneumophıla izolatlarının virülans faktörlerinin incelenmesi
Investigation of virulance factors of different legionella pneumophila isolates
Yazar: ELİF ÖZLEM ARSLAN AYDOĞDU
Danışman: DOÇ. DR. AYTEN ERDEM
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Lejyoner hastalığının etkeni olan Legionella pneumophila, göller, nehir, klima sistemleri, soğutma kuleleri ve dental üniteler gibi doğal ve insan yapımı su sistemlerinde yaygın olarak bulunurlar. Bu bakteriler bulundukları su kaynaklarından çevreye aerosoller ile taşınırlar. Hastalığın oluşumu için solunan aerosol içerisindeki bakterinin sayısı kadar bakterinin patojenite derecesi yani virülansı da önemlidir. Legionella bakterilerinin virülansları yaşadıkları çevrenin kimyasal, fiziksel ve biyolojik koşullarına bağlı olarak değişebilir. Bu nedenle bakterinin su sistemlerindeki varlığının araştırılması kadar patojenitesinin araştırılması da önemlidir. Klinik örneklerden izole edilen Legionella bakterilerinin virülansını belirlemeye yönelik çalışmalar mevcut olsa da çevresel izolatların patojenitesinin araştırıldığı herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu nedenle çalışmamızda soğutma kulelerinden izole edilen dokuz farklı L. pneumophila bakterileri ile standart L. pneumophila serogrup 1 (ATCC 33152, Philadelphia 1) bakterisinin virülans faktörleri incelenerek patojenitelerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.Çalışmamız kapsamında bakterinin hem doğada hayatta kalmasını sağlayan hem de konak hücreye girişini düzenleyen flagella yapısı ile biyofilm oluşturma kapasitesi, tip II sekresyon sisteminde yer alan ve bakterinin konak içi üremesini sağlayan enzimatik aktiviteleri (hemolizin, nükleazlar, proteaz, fosfolipaz A (PLA) ve C (PLC), asit ve alkali fosfataz ve lipaz) ile hemaglutinasyon yetenekleri, farklı konak hücrelerine (Acanthamoeba castellanii (ATCC 30234), fare peritoneal makrofajları ve insan periferal monositlerine) karşı tip IV sekresyon sistemi tarafından düzenlenen bakteriyel yapışma, invazyon ve hücre içi üreme özellikleri incelenmiştir.Sonuçlar değerlendirildiğinde tüm bakterilerin hareketli, polar flagellalı ve mannoza dirençli hemaglutinasyon oluşturabildikleri dolayısıyla tip IV fimbriyaya sahip olduğu tespit edilmiştir. L. pneumophila bakterilerinin statik koşullar altında tutunma kapasitesinin 6. ve 24. saatlerde anlamlı ölçüde (p<0.05) arttığı, standart L. pneumophila bakterisi (ATCC 33152) ile izolatlar arasında tutunma kapasitesi ve biyofilm oluşturma kapasiteleri açısından istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmadığı saptanmıştır (p>0.05).Sekresyon sistemleri göz önünde bulundurulduğunda, izolat 1'in tip II sekresyon sistemi açısından izolat 2'nin ise tip IV sekresyon sistemi açısından en patojen L. pneumophila bakterisi olduğu saptanmıştır. Tüm virulans faktörleri açısından sonuçlar değerlendirildiğinde ise en patojen bakterinin izolat 2 olduğu saptanmıştır.Tez çalışmamız kapsamında incelenen virülans faktörleri değerlendirildiğinde her izolatın farklı virülans özelliklerine sahip olduğu saptanmıştır. Genel olarak, virülans özellikleri açısından karşılaştırıldığında dokuz izolatın beşinin (izolat 1, 2, 3, 4, 5) standart ATCC 33152 bakterisinden daha virülent olduğu saptanmıştır.Sonuçlar değerlendirildiğinde bakterilerin konak hücrelere yapışma, hücre içine giriş ve hücre içinde üreme yeteneklerinin hem konağa hem de incelenen L. pneumophila bakterilerine göre farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Bununla birlikte, bu beş izolatın epidemik risklerine rağmen neden herhangi bir salgına sebep olmadıkları genetik metotlar kullanılarak araştırılmalıdır.Bu tez ülkemizde çevresel L. pneumophila bakterilerinin virülansını karşılaştırmak amacıyla yapılan ilk çalışmadır ve L. pneumophila'nın epidemiyolojisini belirlemede önemli bir adımdır.?

Abstract:
Legionella pneumophila which is the agent of Legionnaires?disease, is ubiquitous in natural and man-made aqueous environments such as lakes, air-conditioning systems, cooling towers, and dental devices. These bacteria are transmitted from the water source to environment with aerosols. For the formation of disease, numbers of bacteria in inhaled aerosol are important as well as pathogenity degree of bacteria which means virulence. The virulence of Legionella bacteria could change depending on chemical, physical and biological conditions of the environment where they live. Therefore, the investigation of this bacterium pathogenicity is important as well as its existence. Although there are studies to determine the virulence of L. pneumophila which was isolated from clinical samples, any investigation about the pathogenesis of the environmental isolates has not been found. For this reason, the aim of the study is to evaluate their pathogenicity, with examining to compare virulence factors between different nine environmental L. pneumophila isolates and L. pneumophila serogroup 1 (ATCC 33152, Philadelphia 1) standard strain.In scope of the study, both to ensure the survival of bacterium in nature and the flagellar structure regulating to entry in the host cell and capacity of biofilm formation, hemagglutination capabilities and enzymatic activity in type II secretory system (hemolysin nucleases, protease, phospholipase A (PLA) and C (PLC), acid and alkaline phosphatase, lipase), and bacterial attached, invasion and intracellular multiplication, which were regulated by type IV secretory system, against different host cells (Acanthamoeba castellanii (ATCC 30234), murine peritoneal macrophages and human peripheral monocytes) were investigated.When the results are evaluated, all bacteria have been identified as motile, polar flagellated and showing mannose resistant hemagglutination in consideration of they have type IV fimbria. It was determined that adherence capacities under static conditions of L. pneumophila bacteria were significantly (p<0.05) increased in 6th and 24th hours and there is no statistical significant (p>0.05) differences in the ability of attachment and biofilm formation between standard L. pneumophila bacterium and the isolates.When the secretory systems is taken into consideration, isolate 1 and 2 in term of type II and type IV secretory system, respectively, were determined of the most pathogen bacteria. Considering all the experiments, the isolate 2 was found out as the most pathogen bacterium among all tested isoles.When the virulence factors in our study were considered, it has been determined that, all bacteria have different virulence properties. Generally, five (isolate 1, 2, 3, 4, 5) of the nine isolates were found to be more virulent than ATCC 33152.When the results of the thesis were evaluated, it was determined that ability of attachment, invasion and intracellular growth have differences depending on both host and L. pneumophila bacteria. Despite of their epidemic risks, it must be investigated using genetic methods why these five bacteria did not cause any outbreak.This thesis is the first study performed in our country comparing the virulence of different environmental L. pneumophila isolates and the study is an important step to define the epidemiology of L. pneumophila.