Farklı çevresel koşullara maruz bırakılan legionella pneumophila bakterilerinin tespitinde uygun yöntemlerin belirlenmesi

Abstract

Legionella cinsi bakteriler 59 tür ve 70 farklı serotipi ile doğal su kaynakları ve insan yapımı su sistemlerinde yaygın olarak bulunan, insanda Lejyoner hastalığı ve Pontiak ateşine neden olan patojen bir bakteridir. Legionella cinsi bakteriler soğutma kulesi, duş başlığı, klimalar, spa ve havuzlar gibi insan yapımı su sistemlerine geçtiklerinde uygun koşullar nedeniyle çoğalırlar. Besin yetersizliği, sıcaklık, pH, dezenfektan gibi çevresel şartlar ve ortamdaki diğer mikroorganizmalar, Legionella bakterilerini strese sokarak VBNC (viable but non-culturable) fazına girmesine neden olabilmektedir. Çevresel faktörlere maruz bırakılmış Legionella cinsi bakterileri içeren su örnekleri laboratuar ortamında incelendiğinde, bakterilerin Legionella bakterilerine özgü besiyerlerinde koloni oluşturamadığı bilindiğinden besiyerinde üreme olmaması bakterinin o ortamda var olmadığı anlamına gelmemektedir.Çalışmamızın ilk aşamasında, farklı konsantrasyonlarda (102-1010 h/L) standart L. pneumophila ATCC 33152 bakterisi ve çevresel L. pneumophila izolatı ile kontamine su örneklerinden L. pneumophila bakterilerinin geri kazanımı için kullanılan kültür, FISH ve semi-nested PZR yöntemlerindeki en düşük tespit etme değerleri belirlenmiştir. Çalışmamızın ikinci aşamasında da farklı sıcaklık (5 °C, 50 °C, 55 °C ve 60 °C), pH (2.2, 5.8, 7.0, 8.2) ve Huwa-San TR50 biyositin farklı dozlarına (100 ppm ve 200 ppm) farklı sürelerde maruz bırakılan 108 h/L konsantrasyonda L. pneumophila bakterileri ile kontamine edilen içme suyu örneklerinde geleneksel kültür, floresan in situ hibridizasyon (FISH) ve semi-nested PZR yöntemleri kullanılarak L. pneumophila bakterilerinin geri kazanımının saptanmasında en uygun yöntemin belirlenmesi amaçlanmıştır.L. pneumophila bakterilerinin geri kazanım sonuçları konsantrasyona bağlı olarak değerlendirildiğinde, düşük konsantrasyonda L. pneumophila bakterilerini içeren örnekler için geri kazanımda en iyi yöntemin kültür yöntemi (103 h/L) olduğu tespit edilmiştir. Uygulanan yöntemlerle konsantrasyona bağlı olarak geri kazanımın olabilmesi için su örneğinde, kültür yöntemi için en az 103 h/L, FISH yönteminde 105 h/L, semi-nested PZR yönteminde 106 h/L L. pneumophila bakterisinin olması gerektiği saptanmıştır.Farklı çevresel koşullara maruz bırakılan L. pneumophila bakterilerini içeren su örneklerinden L. pneumophila'nın geri kazanımı incelendiğinde, en yüksek geri kazanım oranının 5 °C'de 24 saat (%94), pH 2.2'de 0. dakika (%97) ve 200 ppm (0. saat) konsantrasyondaki biyosit uygulamasında (%95.75) FISH yöntemi ile sağlandığı tespit edilmiştir. Farklı çevresel koşullara (sıcaklık, pH, biyosit) maruz bırakılan L. pneumophila bakterilerini içeren örneklerin tümünden semi-nested PZR yöntemi ile geri kazanımın yapıldığı belirlenmiştir. FISH ve semi-nested PZR yönteminin, farklı çevresel koşullara maruz bırakılan L. pneumophila bakterilerini içeren su örneklerinden geri kazanımında uygun yöntemler olduğu tespit edilmiştir.Bu çalışma, ülkemizde farklı çevresel koşullara maruz bırakılan L. pneumophila bakterilerini içeren su örneklerinden kültür, FISH ve semi-nested PZR yöntemler kullanılarak geri kazanım oranlarının incelendiği ilk çalışma olması açısından önem göstermektedir.

Legionella species bacteria are pathogenic bacteria that are present commonly in natural water and human-made water systems with 59 species and 70 different serotypes and that causes Legionnaries' disease and Pontiac fever. Legionella species bacteria reproduce due to suitable conditions as they pass through the human-made water systems such as cooling tower, shower head, air conditioners, spa and pools. Legionella bacteria pass to the VBNC (viable but non-culturable) phase due to the presence of other microorganisms in the environment and the environmental conditions such as starvation, temperature, pH and disinfectants. After examining under laboratory conditions the water samples containing Legionella type bacteria that have been exposed to environmental factors, it was shown that those bacteria couldn't form a medium that are particularly optimum for the Legionella bacteria, but this result will not mean that the bacteria is not present in such sample or environment.At the first stage of our study, it was determined lowest detection limit of L. pneumophila by using traditional culture, fluorescent in situ hybridization (FISH) and semi-nested polymerase chain reaction (PCR) methods in L. pneumophila ATCC 33152 bacteria and environmental L. pneumophila isolate at different concentrations (102-1010 cell per liter). At the second stage of our study, it was aimed to determined the most suitable method for determination of recovery usage water samples that are contaminated by L. pneumophila bacteria at 108 cell per liter concentration at different times at different temperatures (5 °C, 50 °C, 55 °C and 60 °C), pH (2.2, 5.8, 7.0, 8.2) and Huwa-san TR50 biocide dosage (100 ppm and 200 ppm). When the recovery results of L. pneumophila bacteria are evaluated depending on the concentration; the most suitable method for the recovery of the samples including L. pneumophila bacteria at lower concentrations were determined as the culture method (103 cell per liter). In order to have recovery depending on concentration via the methods applied; it was found that at least 103 cell per liter for the culture method, 105 cell per liter for the FISH method and 106 cell per liter L. pneumophila bacteria for the semi-nested PCR method should be present in the water sample.When the recovery of L. pneumophila bacteria were assessed among the water samples including L. pneumophila bacteria that were exposed to different environmental conditions; it was found that the maximum recovery ratio was provided via the FISH method in biocide application at 24 hours at 5 °C (% 94), 0th minute at pH 2.2 (%97) and 200 ppm (0th hour) concentration. It was specified that recovery from all the samples including L. pneumophila bacteria that were exposed to different environmental conditions (temperature, pH and biocide) were examined by the semi-nested PCR.Among the water samples including L. pneumophila bacteria were exposed to different temperature applications (24 hours at 5 °C, 30 minutes at 50 °C, 15 minutes at 55 °C and 3 minutes at 60 °C); it was determined that recovery ratio was the lowest in the FISH method at 3 minutes at 60 °C and the highest was 24 hours at 5 °C. It was determined that FISH and semi-nested PCR methods are suitable methods for the recovery of L. pneumophila bacteria that are subject to different environmental conditions from the water samples.This study places importance to be the first study that examines the recovery ratios of water samples including L. pneumophila bacteria that are exposed to different environmental conditions in our country via culture, FISH and semi-nested PCR methods.