Metabolomik yaklaşımlar ve biyoinformatik analizle kullanılarak ampisilin ve seftazidim antibiyotiklerinin Proteus mirabilis üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of ampicillin and ceftazidime antibiotics on Proteus mirabilis using metabolomics approaches and bioinformatics analyses
Yazar: KÜBRA TEKŞEN
Danışman: PROF. DR. ERGİN MURAT ALTUNER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ İDİL YET
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Biyoloji = Biology

Özet:
Antibiyotik direnci, mikroorganizmaların antibiyotiklere karşı direnç geliştirmesi olarak bilinen genellikle doğal bir süreçtir. Bu direnç, antibiyotiklerin mikroorganizmalara karşı etkisiz hale gelmesine veya etkisinin azaltılmasına neden olarak, enfeksiyonların tedavisini zorlaştırabilir ve daha ciddi komplikasyonlara neden olabilir. Antibiyotik direnciyle mücadele etmek için, mikroorganizmaların metabolik aktivitelerindeki değişikliklerin kapsamlı bir şekilde analiz edilmesi antibiyotik direncinin anlaşılmasında önemlidir. Proteus mirabilis özellikle kadınlarda idrar yolları enfeksiyonları (İYE) gibi üriner sistem enfeksiyonlarının yaygın bir nedeni olan kritik bir patojendir. P. mirabilis enfeksiyonlarının tedavisi için genellikle antibiyotiklere dayalı bir yaklaşım kullanılmaktadır. Ancak dirençli suşlarla karşılaşıldığında, tedavi seçenekleri sınırlı hale gelebilir. P. mirabilis'in antibiyotik direnci, enfeksiyonla mücadeleyi zorlaştırarak klinik tedavi sürecini sınırlayabilmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında P. mirabilis'in alt-inhibitör konsantrasyonundaki ampisiline bağlı oluşan antibiyotik direnci gelişimi sürecini simüle etmek ve ampisiline karşı direnç kazandırılmış pasajların başka antibiyotiklere çapraz direnç geliştirip geliştirmediğinin metabolik yöntemlerle incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla P. mirabilis suşuna disk difüzyon yöntemi ile alt-inhibitör konsantrasyonda ampisiline karşı adım adım direnç kazandırılarak dirençli pasajlar elde edilmiştir. Her bir adımdan elde edilen ampisilin dirençli pasajlara ve duyarlı kontrol suşlarına ampisilin ve seftazidim antibiyotikleri uygulanarak metabolomik profillerinde meydana gelen farklılıkların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Tez çalışmasından elde edilen metabolomik veriler, istatistiksel ve biyoinformatik analizlerle desteklenerek metabolik yolakların haritalanması, metabolik değişikliklerin anlaşılması ve metabolitler arasındaki etkileşimlerin belirlenmesinde katkı sağlamaktadır. Antibiyotik direnci çalışmalarında metabolomik çalışmalar, dirençli mikroorganizmalarda metabolik değişikliklerin belirlenmesinde, mikroorganizmaların antibiyotik maruziyetine karşı verdiği yanıtın anlaşılmasında, antibiyotiklerin metabolik yolları nasıl etkilediğinin anlaşılmasında ve antibiyotik direnci mekanizmalarının kapsamlı anlaşılması için değerli bilgiler sağlamaktadır.

Abstract:
Antibiotic resistance is a generally natural process in which microorganisms develop resistance to antibiotics. This resistance can cause antibiotics to become ineffective or less effective against microorganisms, making infections more difficult to treat and leading to more serious complications. To combat antibiotic resistance, comprehensive analysis of changes in the metabolic activities of microorganisms can be helpful in understanding antibiotic resistance. Proteus mirabilis (P. mirabilis) is a critical pathogen that is a common cause of urinary tract infections, such as urinary tract infections (UTI), especially in women. An antibiotic-based approach is often used to treat P. mirabilis infections. However, when resistant strains are encountered, treatment options may become limited. Antibiotic resistance of P. mirabilis can make it difficult to fight infection and limit the clinical treatment process. Therefore, in this thesis study, it was aimed to examine the process of antibiotic resistance development of P. mirabilis due to ampicillin at sub-inhibitory concentration and whether passages resistant to ampicillin develop cross-resistance to other antibiotics using metabolic methods. For this purpose, resistant passages were obtained by gradually imparting resistance to ampicillin at sub-inhibitory concentration to the P. mirabilis strain using the disc diffusion method. It was aimed to compare the expression of the differences in the metabolomic profiles by applying ampicillin and ceftazidime antibiotics to the ampicillin-resistant passages and sensitive control strains obtained from each step. Metabolomic data obtained from the thesis study, supported by statistical and bioinformatic analyses, contribute to mapping metabolic pathways, understanding metabolic changes and determining interactions between metabolites. In antibiotic resistance studies, metabolomics provides valuable information in identifying metabolic changes in resistant microorganisms, understanding the response of microorganisms to antibiotic exposure, understanding how antibiotics affect metabolic pathways, and providing a comprehensive understanding of antibiotic resistance mechanisms.