Normal akciğer bronşial epitelyum hücresi ile kistik fibrozis (KF) akciğer bronşial epitelyum hücresine farklı grup antibiyotiklerin hücre içine girişleri arasındaki farkın belirlenmesi
Normal akci̇ğer bronşi̇al epi̇telyum hücresi ile kistik fibrozis (KF) akciğer bronşial epi̇telyum hücresi̇ne farkli grup anti̇bi̇yoti̇kleri̇n hücre i̇çi̇ne gi̇ri̇şleri̇ arasindaki̇ farkin beli̇rlenmesi̇
Yazar: NECATİ GÜNAY
Danışman: PROF. DR. FERDA AKAR ; PROF. DR. SARHAN SAKARYA
Adnan Menderes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji ve Toksikoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Göğüs Hastalıkları = Chest Diseases ; Patoloji = Pathology ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Antibiyotikler = Antibiotics ; Bronşiyal hastalıklar = Bronchial diseases ; Farmakoloji = Pharmacology ; Kistik fibroz = Cystic fibrosis ; Tigesiklin = Tigecyclin ; Vankomisin = Vancomycin

Özet:
Solunum sistemi diğer sistemlerle karşılaştırıldığında çevreye açık bir giriş kapısı gibi görünmesine karşın normal bir insan her zaman solunum sistemi enfeksiyonu geçirmemektedir. Solunum sisteminin en öncelikli koruyucu elemanı mukosiliyer yapıdır. Bu yapı mikroorganizmaların sisteme ulaşmasını engellediği gibi diğer partikülleride uzaklaştırarak sistemi korur. 
Kistik fibrozisli (KF) hastalarda Kistik Fibrozis Transmembran İletken Düzenleyici kodlayan gende oluşan mutasyon nedeniyle perisiliyer sıvının hacminde azalma olmaktadır. Bu bozulma sonucunda akciğerin mukusu temizlenememektedir. Mukusta oluşan bu dehidratasyon aynı zamanda glikokaliks yapıya sıkı yapışmaya neden olmaktadır. Tüm bu değişiklikler solunum sisteminde çeşitli bakterilerin kolonizasyonu için elverişli bir ortamın oluşmasına neden olmaktadır.
Hücre içi madde transferinde sorun olduğu bilinen KF hastası akciğer bronşial epitelyum hücresi ile normal akciğer bronşial epitelyum hücresi farklı etki mekanizmalarına sahip antibiyotiklerin hücre içinde etkin konsantrasyona hangi dozlar ve zamanlarda ulaşabileceğinin kıyaslamalı olarak araştırılması amaçlanmıştır.
Biz çalışmamızda hücre çeperi sentezini bozanlardan vankomisin, protein sentezini bozanlardan tetrasiklinlerin semi sentetik analogları olan Glisilsiklinlerin ilk üyesi olan tigesiklinin belirli dozlarının KF hastası akciğer bronşial epitelyum hücresi ve normal akciğer bronşial epitelyum hücresine giriş doz cevap ve zaman cevap çalışması hücre kültürü ortamında yapılıp, yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) ile hücre içerisindeki oranının doz ve zamana bağlı farklılıkları belirlenmiştir.
Çalışmamızda, tigesiklin tüm dozlar ile yapılan çalışma sonucunda 10, 30, 100 ve 300 µg/ml dozlarında IB3-1 hücresine giriş normal hücre ile karşılaştırıldığında anlamlı oranda yüksek bulunmuştur. Antibiyotiklerin hücre içine giriş oranları KF hücreleri için 3 µg/ml için %22.43, 10 µg/ml için %25.79, 30 µg/ml için %36.20, 100 µg/ml için %33.09 ve 300 µg/ml için %18.30 iken, normal bronş epitelyum hücreleri için 3 µg/ml için % 24.62, 10 µg/ml için %8.28, 30 µg/ml için %4.57, 100 µg/ml için %2.65 ve 300 µg/ml için %2.71 bulunmuştur. Hücre içine giren miktar verilen miktarlar ile karşılaştırıldığında 30 µl/ml MİK değerlerine yakın ve hücre içine optimal girişin olduğu doz belirlenmiştir.
IB3-1ve BEAS hücresi için 30 µg/ml tigesiklin doz zaman çalışması sonucunda 1 saat, 2 saat, 4 saat, 8 saat,16 saat, 24 saat IB3-1 hücresine giriş anlamlı bulunmuştur. tigesiklin 30 µg/ml dozunun zamana göre hücre içine giriş oranları KF hücreleri için 1.saat için %12.57, 2.saat için %23.20, 4.saat için %33.23, 8.saat için %45.85, 16.saat için %45.29 ve 24.saat için %39.60 iken, normal bronş epitelyum hücreleri için 1.saat için %3.64, 2.saat için %4.33, 4.saat için %7.51, 8.saat için %9.43, 16.saat için %6.55 ve 24.saat için %4.30 bulunmuştur. IB3-1 hücresine en iyi giriş oranı 8 saat olarak tespit edilmiştir.
Vankomisin ile yapılan doz çalışmalarında, hücre içine girebilen miktar standartlarda  (CLSI ve EUCAST) belirtilen MİK değerlerinin çok üstünde ve hücre içine giren miktarın çok düşük oranda (IB3-1 ve BEAS hücreleri içerisine girişin sadece 300 µg/ml için IB3-1 için  %0,88, BEAS için %1,26) olduğu tespit edilmiştir. 
Sonuç olarak, tigesiklinin KF akciğer hücresine girişi normal akciğer hücresine oranla daha yüksek bulunmuştur. 30 µg/ml MİK optimal giriş dozu için KF akciğer hücresi ve normal akciğer hücresinde tigesiklin doz zaman çalışmasında 1, 2, 4, 8, 16 ve 24 saatlerde KF akciğer hücresine tigesiklinin girişi anlamlı bulunmuştur. KF akciğer hücresine en iyi giriş yüzdesi 8. saatte bulunmuştur. Vankomisinin KF ve normal bronş hücresine girişinin yok denecek kadar az olduğu tespit edilmiştir. Bunun için vankomisin doz yanıt çalışması yapılmamıştır.
Bu nedenle, tigesiklinin KF ve normal akciğer epitel hücrelerine penetrasyonu vankomisine oranla daha yüksek bulunmuştur.

Abstract:
Although the respiratory system has an open gate to the environment, when compared with other sytems, healthy human does not have a respiratory infection frequently. The most important protective component of the respiratory system is the mucociliary construction. This structure protects the system by preventing the approach of microorganisms as well as other particles.
The volume of periciliary liquid decreases at patients suffering from cyctis fibrosis due to the mutation at Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator gene. The mucus of lung can not be cleared due to this disruption. This dehydration in mucus leads a tight adhesion to the glycocalyx construction. All these alterations lead to form a proper environment in respiratory system for colonization of bacteries such as P. aeruginosa.
We aimed to investigate in the cells which doses can be achieved at what time points in order to obtain the effective concentrations of antibiotics having different mechanism of effect at normal lung bronchial epithelium cells and lung epithelium cell in cystic fibrosis patient known to have a problem at intracellular cell material transfer.
We used definite doses of vancomycin which disrupts cell synthesis and tigecyclin which is the first member of semisynthetic  analogs glycilcyclin that disrupts protein synthesis for determining bronchial epithelium cell of cystic fibrosis patients and bronchial epithelium cell of normal lung penetration dose response and time response at cell culture studies and the diferences in cell culture due to dose and time was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). 
When the cell penetration ratio was compared for IB3-1 cells and normal cells with 10, 30, 100 ve 300 µg/ml doses of Tigecyclin, it was found significantly higher for IB3-1 cells. While the cell penetration ratio of antibiotics for cyctic fibrocis cells was found as 22.43% for 3 µg/ml dose, 25.79% for 10 µg/ml dose, 36.20% for 30 µg/ml dose, 33.09% for 100 µg/ml dose and 18.30% for 300 µg/ml dose, it was found as 24.62%  for 3 µg/ml dose, 8.28% for 10 µg/ml, 4.57% for 30 µg/ml dose, 2.65% for 100 µg/ml dose and 2.71% for 300 µg/ml dose for normal broncial epitelium cells. When the cell penetration amounts was compared with the given amounts, it was found very near to 30 µl/ml MİK value and this dose was found as the optimal dose for cell penetration. 
For dose-time studies for Tigecyclin 30 µg/ml dose performed with IB3-1 and BEAS cells, the cell penetration amount was found significant at 1 h, 2 h, 4 h, 8 h,16 h, 24 h for IB3-1 cells. While the cell penertaion ratio was observed as 12.57% for 1 h, 23.20% for 2 h, 33.23% for 4 h, 45.85% for 8 h, 45.29% for 16 h and 39.60% for 24 h for cyctic fibrosis cells, it was observed as 3.64% for 1 h, 4.33% for 2 h, 7.51% for 4 h, 9.43% for 8 h, 6.55% for 16 h and 4.30% for 24 h for normal broncial epitelium cells. The best cell penetration ratio was observed at 8 h for IB3-1 cells.
For the dose studies of Vancomycin, the cell penetration amount in the cell was given to be highly above MİK value determined in the standarts (CLSI ve EUCAST) and the cell penetration amount was determined to be highly below MİK value (the permeble amount was determined for IB3-1 cells as 0,88% and for BEAS cells as 1,26% for only 300 µg/ml doses each). 
Consequently, the cell penetration of tigecyclin into cystic fibrosis lung cell was found higher than normal lung cell. For 30 µg/ml MIC optimal cell penetration dose, the cell penetration of tigecyclin was found significant into cystic fibrosis lung cell and normal lung cell for dose time study at 1, 2, 4, 8, 16 ve 24 hours. The best and higher penetration into cystic fibrosis lung cell was obtained at 8th hour. The cell penetration of vancomycin into cystic fibrosis and nomal bronchial cell was observed too little and insignificant. Due to that the dose response study was not performed for vancomycin. 
Therefore, the cell penetration of tigecyclin was found higher than vancomycin at cystic fibrosis epithelium cell and normal lung epithelium cell.