Nisinin farklı nanopartikül formlarının metisilin dirençli staphylococcus aureus (MRSA) izolatları üzerine etkinliğinin araştırılması
Investigation of the activity of different nanoparticle forms of nisin on methicillin resistant staphylococcus aureus (MRsA) isolates
Yazar: MERVE ŞAVLUK
Danışman: DOÇ. DR. BANU KAŞKATEPE
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Metisilin = Methicillin ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Nisin = Nisin ; Staphylococcus aureus = Staphylococcus aureus ; İlaçlara direnç = Drug resistance ; İlaçlara direnç-mikrobiyal = Drug resistance-microbial

Özet:
Yüksek lisans tez çalışması kapsamında gıda koruyucusu olarak uzun zamandır güvenle kullanılan nisinin, farklı boyut ve formlardaki altın ve gümüş nanopartiküler sistemlerle işlevselleşerek klinik MRSA suşları üzerine sıvı mikrodilüsyon yöntemi ile antibakteriyel etkinliği araştırılmıştır.
Bakterilerde mevcut ajanlara karşı görülen çoklu ilaç direnci en önemli küresel halk sağlığı sorunlarından biri haline gelmiştir. Mevcut antibakteriyellerin sınırlı, uzun süren ve maliyetli üretim süreçleri ve fizikokimyasal özelliklerinden kaynaklanan problemler ve tedavi verimsizlikleri göz önüne alınınca ucuz ve etkili yeni çözümler aranmaya başlanmış ve nanoteknolojiden yararlanarak var olanı iyileştirmek ve etkili kılmak gündeme gelmiştir.
MRSA'lar çoklu ilaç direnci gösteren oldukça önemli enfeksiyon etkenleridir. Nanopartiküller ile mevcut antimikrobiyallerin kontrollü üretimi, MRSA gibi patojenlere karşı etkili bir şekilde mücadele etmek için alternatif bir strateji sunar. Lactococcus lactis ssp. lactis tarafından üretilen bir bakteriyosin olan nisin, birçok gram-pozitif bakteri ve gıda kaynaklı patojene karşı yüksek antimikrobiyal aktivite gösterdiği bilinen katyonik bir antimikrobiyal peptittir. Nisinin terapötik potansiyeli, geleneksel antibiyotiklere bir alternatif olarak metisiline dirençli S.aureus gibi antibiyotiğe dirençli bakteriler tarafından enfekte olmuş hastaların tedavisinde antibiyotiklerle ve nanopartiküler sistemlerle sinerjik olarak kullanılma potansiyeline sahiptir.
Metalik nanopartiküller bakterilerle savaşmak için yeni bir potansiyel yol sunarlar. Gümüş ve altın nanopartiküller son zamanda önem kazanan nanopartiküler sistemlerdir. Bu çalışmada, nisinin, gümüş ve altın nanopartiküllerin tek başlarına ve antimikrobiyal peptid nisin ile farklı şekil ve boyutlu kombinasyonlarda hazırlanan sistemlerinin MRSA suşları üzerine antimikrobiyal etkileri ortaya koyulmuştur.
Sonuç olarak; gümüş nanosistemler altın nanosistemlere göre daha çok etkinlik göstermişlerdir. Altın nanosistemler tek başlarına hiçbir suşa karşı antibakteriyel etkinlik göstermemişken, gümüş nanosistemler tek başlarına düşük derişimlerde bile etkinlik göstermişlerdir.
Nisin çok yüksek olmayan konsantrasyonlarda MRSA suşları üzerine antibakteriyel aktivite göstermektedir. Ayrıca nisinin tek başına etkinliği ile karşılaştırıldığında da nanosistemlerin işlevselleştirilmesi sonucu artan antibakteriyel aktivite gözlenmiştir. Bu nisinli nanopartiküler sistemlerin yapılacak çalışmalarla aydınlatılarak tedavi seçenekleri arasında yer alabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In this master's thesis, the antibacterial activity of nisin, which has been used safely as a food preservative for a long time, was investigated by microdilution method on clinical MRSA strains by functionalizing it with gold and silver nanoparticle systems in different sizes and forms.
Multidrug resistance to existing agents in bacteria has become one of the most important global public health problems. Problems arising from limited, long and costly production processes, physicochemical properties and treatment inefficiencies of existing antibacterials, and cheap and effective new solutions have been sought, and the improvement and activation of existing antibacterials using nanotechnology has come to the fore.
MRSA's are very important multidrug resistant infectious agents. The controlled production of current antimicrobials with nanoparticles offers an alternative strategy to effectively combat pathogens such as MRSA. Lactococcus lactis ssp. Nisin, a bacteriocin produced by Lactis, is a cationic antimicrobial peptide known to exhibit high antimicrobial activity against many gram-positive bacteria and foodborne pathogens. The therapeutic potential of nisin has the potential to be used synergistically with antibiotics and nanoparticular systems in the treatment of patients infected with antibiotic-resistant bacteria such as methicillin-resistant S.aureus as an alternative to conventional antibiotics.
Metallic nanoparticles offer a new potential way to fight bacteria. Silver and gold nanoparticles are nanoparticular systems that have gained importance recently. In this study, the antimicrobial effects of nisin, silver and gold nanoparticles, alone and in combination with the antimicrobial peptide nisin of different shapes and sizes, on MRSA strains were demonstrated.
As a result; silver nanoparticles showed more antibacterial activity than gold nanoparticles. Gold nanoparticles alone did not show antibacterial activity against any strain, while silver nanoparticles alone showed activity even at low concentrations.
At very high concentrations, Nisin shows antibacterial activity on MRSA strains. In addition, as a result of the functionalization of the nanoparticles, increased antibacterial activity was observed compared to the activity of nisin alone. It is thought that these nanoparticular systems with nisin may be among the treatment options by elucidating with further studies.