Farnesol ve tyrosolün Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia kompleks ve Stenotrophomonas maltophilia izolatları üzerine antibakteriyel etkilerinin araştırılması
Investigation of antibacterial effects of farnesol and tyrosol on Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia complex and Stenotrophomonas maltophilia isolates
Yazar: SİNEM ESEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI ÖZDEMİR
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Amaç: Quorum sensing mekanizması ile aynı ortamdaki mikroorganizmalar popülasyondaki artışı kontrol etmektedir. Yeterli çoğunluğa ulaştığını algıladıktan sonra ise koordinasyon sağlayarak virülans faktörleri ve antibiyotik direnci gibi gen ekspresyonlarını düzenlemektedir. Quorum sensing mekanizmalarının anlaşılması antibakteriyel ve antifungal yaklaşımları için yeni bir seçenek olarak görülmektedir. Bu çalışmada Candida albicans quorum sensing sinyal molekülleri olan farnesol ve tyrosolün farklı klinik örneklerden izole edilen çoklu ilaca dirençli Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia kompleks ve Stenotrophomonas maltophilia izolatları üzerine in-vitro etkileri, bu etkinin de farnesol ve tyrosol dozu ile ilişkisinin araştırılması amaçlanmıştır.

Gereç ve Yöntem: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Hastanesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarında 2018-2023 yılları arasında çeşitli klinik numunelerden identifikasyon ve duyarlılıkları saptanmış olan 12 adet Acinetobacter baumannii, 12 adet Burkholderia cepacia kompleks ve 12 adet Stenotrophomonas maltophilia izolatları çalışmaya alınmıştır. Candida albicans quorum sensing molekülleri olan farnesol ve tyrosol temin edilmiştir. Farnesol ve tyrosolün farklı konsantrasyonlarının seçilen izolatlar üzerine etkileri plak absorbans ve hücre canlılık olmak üzere iki farklı deneyde araştırılmıştır.

Bulgular: Plak absorbans deneylerinde farnesol ve tyrosolün konsantrasyon artışı ile doğru orantılı olarak izolatların üremesindeki inhibisyon oranları artmıştır. Tüm izolatlarda en etkili inhibisyon gösteren farnesol konsantrasyonu 800 μM, tyrosol konsantrasyonu 80 μM olmuştur. 800 μM farnesol ve 80 μM tyrosol konsantrasyonlarında ortalama inhibisyon oranları sırasıyla Acinetobacter baumannii izolatlarında %38,88 ve %43,83; Burkholderia cepacia kompleks izolatlarında %45,74 ve %30,0; Stenotrophomonas maltophilia izolatlarında %46,64 ve %20,83 olmuştur. Hücre canlılık deneylerinde de farnesol ve tyrosolün artan konsantrasyonları ile inhibitör etki artmış ve en yüksek inhibisyon 800 μM farnesol ve 80 μM tyrosol konsantrasyonlarında olmuştur.

Sonuç: Farnesol ve tyrosol Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia kompleks ve Stenotrophomonas maltophilia fırsatçı patojenlerinin üremesine inhibisyon sağlayabilmektedir. Bu moleküllerin etki mekanizmalarının anlaşılabilmesi ve klinik kullanımda yer alabilmesi için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.

Anahtar kelimeler: Quorum sensing, farnesol, tyrosol, Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia kompleks, Stenotrophomonas maltophilia

Abstract:
Aim: With the quorum sensing mechanism, microorganisms in the same environment control the increase in population. Once they perceive that they have reached a sufficient majority, they coordinate and regulate gene expression such as virulence factors and antibiotic resistance. Understanding quorum sensing mechanisms is seen as a new option for antibacterial and antifungal approaches. In this study, we aimed to investigate the in-vitro effects of Candida albicans quorum sensing signaling molecules farnesol and tyrosol on multidrug resistant Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia complex and Stenotrophomonas maltophilia isolates from different clinical samples and the relationship between this effect and the dose of farnesol and tyrosol.

Materials and Methods: 12 Acinetobacter baumannii, 12 Burkholderia cepacia complex and 12 Stenotrophomonas maltophilia isolates, which were identified from various clinical samples between 2018 and 2023 at Çanakkale Onsekiz Mart University Hospital, Medical Microbiology Laboratory, were included in the study. Candida albicans quorum sensing molecules farnesol and tyrosol were provided. The effects of different concentrations of farnesol and tyrosol on the selected isolates were investigated in two different experiments: plate absorbance and cell viability.

Results: In plate absorbance assays, increased inhibition of growth of isolates was observed with increasing concentrations of farnesol and tyrosol. The farnesol concentration showing the most effective inhibition in all isolates was 800 μM and tyrosol concentration was 80 μM. At 800 μM farnesol and 80 μM tyrosol concentrations, the average inhibition rates were 38.88% and 43.83% for Acinetobacter baumannii isolates; 45.74% and 30.0% for Burkholderia cepacia complex isolates; 46.64% and 20.83% for Stenotrophomonas maltophilia isolates, respectively. In the cell viability assays, the inhibitory effect increased with increasing concentrations of farnesol and tyrosol and the highest inhibition was observed at 800 μM farnesol and 80 μM tyrosol concentrations.

Conclusion: Farnesol and tyrosol may inhibit the growth of opportunistic pathogens Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia complex and Stenotrophomonas maltophilia. Further studies are needed to understand the mechanisms of action of these molecules and their clinical use.

Key words: Quorum sensing, farnesol, tyrosol, Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia complex, Stenotrophomonas maltophilia