Uygulama yönetimine göre bakteriyofajlarınhedef dokuya ve sahaya ulaşım oranları
According to the application management of bacteriophagesreach ratios to the target texture and field
Yazar: ONUR GENÇ
Danışman: PROF. DR. CENGİZ YILMAZ
Mersin Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
Amaç: Uygulama yöntemlerine göre bakteriofajların hedef dokuya ve sahaya
ulaşım oranlarını karşılaştırmaktır.
Gereçler ve Yöntemler: Çalışma Mersin Üniversitesi Deney Hayvanları
Araştırma Laboratuvarında gerçekleştirildi.Deneyde 27 adet Wistar-Albino cinsi, 12-
14 haftalık erkek (200-240 g) rat kullanıldı. Deney hayvanı sayısı güç analizi
yapılarak tip 1 hata 0.05, test gücü %80, etki büyüklüğü 0.816 alınarak minimum 24
olarak belirlendi. 3 denek kontrol grubu olarak ayrıldı. Deneklere çalışma boyunca
24o çevre sıcaklığı, %55–60 nem ve 12:12 saatlik aydınlık-karanlık döngüsü
şartlarında bakım uygulanmış, kuru yem ve musluk suyuna serbest erişim
sağlandı.Deneysel olarak Metisilin Dirençli Staphylococcus aureus(MRSA) etkeni
kullanılarak ratlarda PPE modeli oluşturuldu. Ratlar randomize olarak, bakteriofaj
veriliş yoluna göre, intraperitoneal (IP), intravenöz (IV), oral (PO), ve lokal enjeksiyon
(LE) olarak altışarlı dört gruba ayrıldı. PPE modeli oluşturulmayan 3 rat kontrol grubu
olarak kullanıldı. Bakteriofaj olarak Stafilococcus Aureusa karşı etkili olduğu bilinen
Sb-1 (Eliava Enstitüsü, Mikrobiyoloji ve Viroloji, Tbilisi, Gürcistan)faj kullanıldı. Faj
suspansiyonu, üç gün boyunca, 1x108 PFU/ml suspansiyondan 0,1 ml/gün olacak
şekilde intraperitoneal enjeksiyon (IP grubu), juguler vene intravenöz enjeksiyon (IV
grubu), oral (PO grubu) veya cerrahi yara bölgesi lokal enjeksiyon (LE grubu) olmak
üzere uygulandı. Kontrol grubunda ise bir deneğe aynı dozda 3 gün boyunca
intravenöz, bir diğerine intraperitoneal ve sonuncuya da oral faj suspansiyonu
uygulandı. 4. gün ratlar eksanguinasyon ile sakrifiye edilerek proksimal tibialarından
0.5 cm'lik kemik bloklar alındı ve gluteraldehitli tüpler içerisinde elektromikroskopik
çalışmalar için histoloji laboratuarına verildi. Kontrol grubundaki 3 denekten ise
kemiğe ek olarak karaciğer, böbrek, mide, beyin, kalp kası ve çizgili kas dokusu
örnekleri alındı.
Bulgular: Kontrol grubu dışındaki tüm deneklerde klinik olarak enfeksiyon
gelişmiştir. Kontrol grubunun elektron mikroskopik incelemesinde, intravenöz,
intraperitoneal ya da oral yolla bakteriofaj uygulanan deneklerin sadece
böbreklerindeki bazı proksimal tübül epitel hücrelerinde yer alan mitokondrilerin bir

6
kısmında bakteriofaj öbekleri görülmüştür. Bu öbeklerin bulunduğu mitokondrilerde
normal ultrastrüktürel yapının bozulduğu görülmüş ve normal mitokondrial kristalarda
dejenerasyon ve kayıp izlenmiştir. Sağlam bakteri mevcudiyeti açısından, fagosite
edilmiş faj olmayan bakteri sayısı açısından, fajın invaze ettiği bakteri sayısı
açısından, sahadaki bakteriyofaj öbeği mevcudiyeti (fajın sahaya ulaşım oranı)
açısından, deney sonucu sahadaki toplam bakteri sayısı açısından gruplar arasında
anlamlı farklılık saptanmadı. Toplam bakteri sayısı ile bakteriofaj öbeği sayıları
arasındaki ilişki değerlendirildiğinde ise toplam bakteri sayısı ile bakteriofaj öbeği
sayısı arasında gruplardan bağımsız kuvvetli pozitif doğrusal ilişki olduğu görüldü.
Sonuçlar: Periprostetik enfeksiyon oluşturduğumuz deneysel hayvan modeli
çalışmamızda dört farklı yol arasında(intraperitoneal, intravenöz, lokal ve oral)
istatistiksel olarak anlamlı bir fark tespit etmedik. Toplam bakteri sayısı ile bakteriofaj
öbeği sayısı arasında gruplardan bağımsız pozitif (doğrusal) yönlü kuvvetli bir ilişki
gözlemledik. Enfeksiyon odağı olmayan deneklerde ise fajların böbrek doku örnekleri
hariç diğer doku örneklerinde gözlemlenmediğini belirledik. Anahtar Sözcükler: Periprostetik eklem enfeksiyonu, bakteriofaj,bakteriofajların
veriliş yolları

Abstract:
AİM: To compare the rate of bacteriophages reaching the target tissue and the
site according to the application methods.
Materials and Methods: The study was carried out in Mersin University
Experimental Animals Research Laboratory. 27 Wistar-Albino rats, 12-14 weeks old
male (200-240 g) rats were used in the experiment. The number of experimental
animals was determined as a minimum of 24 by taking the type 1 error of 0.05, the
test power of 80%, and the effect size of 0.816 by power analysis. Three subjects
were separated as the control group. During the study, the subjects were maintained
under 24o ambient temperature, 55–60% humidity and 12:12 hour light-dark cycle
conditions, and free access to dry food and tap water was provided. Experimentally,
a PPE model was created in rats by using Methicillin Resistant Staphylococcus
aureus (MRSA). Rats were randomly divided into four groups of six according to the
bacteriophage route of administration, as intraperitoneal (IP), intravenous (IV), oral
(PO), and local injection (LE). Three rats without PPE model were used as control
group. Sb-1 (Eliava Institute, Microbiology and Virology, Tbilisi, Georgia) phage
known to be effective against Staphylococcus Aureus was used as bacteriophage.
Phage suspension was administered for three days, from 1x10 8 PFU/ml suspension
to 0.1 ml/day, as intraperitoneal injection (IP group), intravenous injection into the
jugular vein (IV group), oral (PO group) or local injection(LE) at the surgical wound
site. . In the control group, one subject was administered intravenous phage
suspension for 3 days at the same dose, another intraperitoneally, and the last one
oral phage suspension. On the 4th day, the rats were sacrificed by exsanguination,
0.5 cm bone blocks were taken from their proximal tibia and given to the histology
laboratory for electromicroscopic studies in tubes containing glutaraldehyde. In
addition to bone, liver, kidney, stomach, brain, heart muscle and striated muscle
tissue samples were taken from 3 subjects in the control group.
Results: Clinical infection developed in all subjects except the control group.
In the electron microscopic examination of the control group, bacteriophage clusters
were observed in some of the mitochondria located in some proximal tubule epithelial
cells only in the kidneys of the subjects administered bacteriophage intravenously,
intraperitoneally or orally. It was observed that the normal ultrastructural structure
was disrupted in mitochondria with these clusters, and degeneration and loss were

8
observed in normal mitochondrial crystals. There was no significant difference
between the groups in terms of the presence of intact bacteria, the number of
phagocytized non-phage bacteria, the number of phage-invaded bacteria, the
presence of bacteriophage cluster in the field (the rate of phage reaching the site),
and the total number of bacteria in the field as a result of the experiment.
When the relationship between the total number of bacteria and the number of
bacteriophage clusters is evaluated; It was observed that there was a strong positive
linear relationship between the total number of bacteria and the number of
bacteriophage clusters, independent of the groups.
Conclusions: In our experimental animal model study in which we created
periprosthetic infection, we did not detect a statistically significant difference between
four different routes (intraperitoneal, intravenous, local and oral). We observed a
strong positive (linear) relationship between the total number of bacteria and the
number of bacteriophage clusters, independent of groups. We determined that in
subjects without foci of infection, phages were not observed in other tissue samples
except kidney tissue samples. Keywords: Periprosthetic joint infection, bacteriophage, routes of administration of
bacteriophages