Klinik örneklerden izole edilen Fusarium suşlarının antifungal duyarlılıklarının ve virülans faktörlerinin araştırılması
Investigation of the antifungal sensitivity and virulance factors of Fusarium strains isolated from clinical samples
Yazar: BERKAY YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. BERNA KORKMAZGİL
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antifungal ajanlar = Antifungal agents ; Antifungal duyarlılık testleri = Antifungal sensitivity tests ; Biyofilmler = Biofilms ; Dizi analizi = Sequence analysis ; Esterazlar = Esterases ; Fosfolipazlar = Phospholipases ; Fusarium = Fusarium ; Peptid hidrolazlar = Peptide hydrolases ; Virülans = Virulence ; Virülans faktörleri = Virulence factors

Özet:
Fusarium türleri doğada yaygın olarak bulunan küf mantarları olup insanlarda keratit ve onikomikoz başta olmak üzere invaziv veya invaziv olmayan çeşitli enfeksiyonlara yol açmaktadır. Fusarium cinsi, tür komplekslerine, tür kompleksleri de türlere ayrılmıştır. Bu identifikasyonun morfolojik özelliklere göre yapılmasının zorluğu nedeniyle tür tanısında moleküler yöntemlerin kullanımı önerilmektedir. Fusarium suşlarınının antifungal duyarlılık testi sonuçlarının ve virülans faktörlerinin  türden türe değişme olasılığı bulunması nedeni ile identifikasyonları önem taşımaktadır. Bu çalışmada Fusarium suşlarının moleküler yöntemlerle identifikasyonu, sıklıkla kullanılan antifungaller için duyarlılık testlerinin yapılması ve bazı virülans faktörlerinin araştırılması amaçlanmıştır. 
Çalışmamızda, Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarında 2017-2022 yılları arasında çeşitli klinik örneklerden izole edilen Fusarium suşları ITS bölgesinin dizi analizi ile tür kompleksi düzeyinde tanımlanmıştır. Suşların amfoterisin B, vorikonazol ve posakonazol duyarlılık testleri sıvı mikrodilüsyon metodu ile yapılmıştır. Fusarium suşlarının proteaz, fosfolipaz, esteraz aktiviteleri ve biyofilm oluşturma yetenekleri fenotipik testlerle araştırılmıştır. Tür kompleksleri ile virülans faktörleri ve antifungaller için saptanan mininum inhibitör konsantrasyonu (MİK) değerleri arasında istatistiksel bir ilişki olup olmadığı araştırılmıştır.
Laboratuvarımızda çeşitli klinik örneklerden izole edilmiş 22 Fusarium suşunun 10'u F. solani tür kompleksi, altısı F. fujikuroi tür kompleksi, beşi F. oxysporum tür kompleksi, biri F. incarnatum-equiseti tür kompleksi olarak tanımlanmıştır. Antifungal duyarlılık testi sonucunda suşların MİK90 değerlerinin amfoterisin B için 16 µg/ml, vorikonazol ve posakonazol için >32 µg/ml olduğu görülmüştür. Fusarium oxysporum tür kompleksi suşlarında posakonazol MİK değerleri, diğer tür kompleksi suşlarına göre istatistiksel olarak anlamlı oranda düşük saptanmıştır.
 Fusarium suşlarının yedisinin (%32) proteaz testi pozitif, 21'inin (%95) esteraz testi pozitif, 13'ünün (%59) fosfolipaz testi pozitif, 12'sinin (%55) biyofilm testi pozitif olarak saptanmıştır. Fusarium solani tür kompleksi suşlarının F. oxysporum tür kompleksi ve F. fujikuroi tür kompleksi suşlarına göre daha yüksek oranda biyofilm oluşturması istatistiksel olarak anlamlı bulunmuş, diğer virülans faktörleri için türler arasında anlamlı fark bulunamamıştır. Çalışmamızda Fusarium suşlarının amfoterisin B, vorikonazol ve posakonazol için saptanan MİK değerleri ile proteaz, fosfolipaz ve esteraz enzimleri arasında istatistiksel olarak anlamlı ilişki saptanmamıştır. 
Sonuç olarak, Fusarium türlerinin tanımlanmasında moleküler yöntemlerin kullanımının gerekli olduğu, Fusarium türlerinin virülans faktörleri ve antifungal duyarlılığı ile ilgili daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç olduğu görüşüne varılmıştır.

Anahtar sözcükler: Fusarium, dizi analizi, proteaz, esteraz, fosfolipaz, biyofilm, antifungal duyarlılık.

Abstract:
Fusarium species are filamentous fungi that are widespread in nature and can cause various invasive and non-invasive conditions in humans, most notably keratitis and onychomycosis. Fusarium genus is divided into species complexes, which are further separated into species. It is recommended to use molecular methods for species identification due to the difficulties of morphological species diagnosis. Identification of Fusarium strains is crucial since antifungal susceptibility and virulence factors are likely to vary between species. In the present study, it was aimed to identify Fusarium strains by molecular methods, and investigate their susceptibility to frequently used antifungals and some virulence factors.
Fusarium strains obtained from clinical specimens in the Aydın Adnan Menderes University Hospital Medical Microbiology Laboratory between 2017 and 2022 were identified at the species complex level using ITS sequencing analysis. The susceptibility tests of the strains to Amphotericin B, voriconazole and posaconazole were performed by broth microdilution method. Protease, phospholipase, esterase activities and biofilm forming abilities of Fusarium strains were investigated by phenotypic tests. The relationship between species complexes, the minimum inhibitory concentration (MIC) values to antifungals and virulence factors was investigated.
Of the 22 Fusarium strains isolated 10 were identified as F. solani species complex, six as F. fujikuroi species complex, five as F. oxysporum species complex, and one as F. incarnatum-equiseti species complex. The MIC90 values of the strains were determined as 16 µg/ml for amphotericin B and >32 µg/ml for voriconazole and Posaconazole with the antifungal susceptibility test. Posaconazole MIC values in Fusarium oxysporum species complex strains were significantly lower than other species complex strains.
Seven (32%) Fusarium strains had positive protease, 21 (95%) had positive esterase, 13 (59%) had positive phospholipase and 12 (55%) had positive biofilm test. Fusarium solani species complex strains  have significant higher biofilm formation rate compared to F. oxysporum species complex and F. fujikuroi species complex strains. However, no significant difference was found between species for other virulence factors. In our study, no statistically significant correlation was found between the MIC values determined for amphotericin B, voriconazole and posaconazole of Fusarium strains and protease, phospholipase and esterase enzymes.
It was concluded that the use of molecular methods is necessary for the identification of Fusarium species, and more comprehensive studies on the virulence factors and antifungal susceptibility of Fusarium species are needed.

Key words: Fusarium, sequence analysis, protease, esterase, phospholipase, biofilm, antifungal susceptibility.