Staphylococcus aureus suşlarında biyofilm üretimi,biyofilm pozitif ve negatif suşların genotipik ve fenotipik karakterlerinin karşılaştırılması

Abstract

ÖZETStaphylococcus aureus Suşlarında Biyofilm Üretimi, Biyofilm Pozitif veNegatif Suşların Genotipik ve Fenotipik KarakterlerininKarşılaştırılmasıDr. Rasim ŞahinBu çalışmada, çeşitli klinik örneklerden izole edilen S.aureus suşlarınınbiyofilm oluşturma oranları, biyofilm oluşumundan sorumlu tutulan genleri vegenlerin ürünleri, biyofilm oluşturmuş suşlar üzerine antibiyotiklerin etkileriaraştırıldı.Çalışma kapsamına çeşitli klinik örneklerden soyutlanan 175 S.aureus suşudahil edildi. Çalışmada biyofilm üretiminin tespitinde Kongo kırmızılı agar (KKA)besiyeri ve mikrotitrasyon plağı yöntemi karşılaştırılmıştır. KKA besiyerinde yapılankoloni morfolojisine dayanan fenotipik değerlendirmeler sonrasında 175 örneğin101'inde (%57.7) biyofilm oluşumu negatif bulunurken, 74'ünde (%42.3) biyofilmoluşumu pozitif bulunmuştur. Mikrotitrasyon plağı yöntemiyle kristal viyolekullanılarak yapılan absorbans ölçümlerine dayanan kantitatif değerlendirmesonucunda örneklerin 34'ünde (%19.4) biyofilm üretimi negatif, 112'sinde (%64.0)orta derece biyofilm üretimi ve 29'unda (%16.6) güçlü biyofilm üretimibelirlenmiştir. Mikrotitrasyon plağı yöntemi ve KKA biyofilm üretimini tespit etmeyönünden karşılaştırıldığında uyumsuz bulundu (p<0.001). Biyofilm oluşumundansorumlu genlerin varlığının araştırılmasında kullanılan 152 klinik izolatın 136'sında(%89.5), pozitif kontrol olarak kullanılan S.aureus ATCC 35984 suşunda icaA veicaD genlerinin her ikiside saptandı. Çalışmaya alınan 152 klinik izolatın 16'sında(%10.5) ve negatif kontrol olarak kullanılan S.aureus ATCC 12228 suşunda icaA veicaD genleri saptanmadı. KKA besiyerinde değerlendirilen biyofilm üretimi ile icaAve icaD genleri arasında zayıf-orta derecede ilişki bulundu (r= 0.257, p=0.001).Mikrotitrasyon plağı yönteminde değerlendirilen biyofilm üretimi ile icaA ve icaDgenleri arasında iyi derecede ilişki bulundu (r=0.559, p<0.001). Çalışılan 152 klinikS.aureus izolatının yalnızca 1'inde (%0.7) ve pozitif kontrol olarak kullanılan1S.aureus V329 suşunda bap geni saptandı. IcaADBC genleri tarafındansentezlettirilen PIA/PNAG çalışmasında 50 klinik S.aureus suşu kullanıldı. ÇalışılanicaA ve icaD genleri pozitif 42 izolatın tamamında kemilüminesans dot-blotyöntemle PNAG üretimi gösterilirken, ica genleri negatif 8 klinik izolatta ise PNAGtespit edilmedi. Antibiyotiklerin (vankomisin, linezolid, dalfopristin, quinupristin vedalfopristin/quinupristin) biyofilm oluşturmuş S.aureus suşlarına etkileri 96kuyucuklu mikrotitrasyon plağı kullanılarak araştırıldı. Çalışılan 8 klinik izolatınbiyofilm minimum inhibitör konsantrasyon ve minimal biyofilm eradikasyonkonsantrasyon değerleri, M K90 değerlerinin 2-1280 ve 8-1280 katından daha yüksekbulundu. Sonuç olarak S.aureus'lar da biyofilm oluşumunun, genetik ve çevreselfaktörler tarafından kontrol edildiği ve antibiyotiklere direnç gelişiminde önemli roloynadığı kanısına varılmıştır.2

SUMMARYBiofilm Production in Staphylococcus aureus Strains,Comparison ofGenotypic and Phenotypic Characteristics of Biofilm Positive andNegative StrainsDr. Rasim ŞahinIn this study, we analysed the biofilm formation capability, genes and geneproducts which are responsible from biofilm formation and the effects of antibioticson biofilm-forming strains of S.aureus isolated from various clinical specimens.A total of 175 S.aureus strains isolated from various clinical samples werestudied. Congo Red agar (CRA) and microplate assay were compared to detectbiofilm production. 101 (57.7%) of 175 samples were negative for biofilm formationwhile 74 (42.3%) samples were positive according to phenotypic assessment ofcolony morphology on CRA. In microplate method, quantitative assessment is doneaccording to the absorbance measurement by using crystal violet and as a result 34(19.4%) sample were negative, 112 (64%) were moderate and 29 (16.6%) werestrong positive for biofilm-forming. There was a discordance between microplatemethod and CRA in detecting biofilm formation (p<0.001). In the study to determinethe presence of genes responsible from biofilm formation, 152 clinical isolates werestudied. IcaA and icaD genes were both detected in 136 (89.5%) of 152 isolates andS.aureus ATCC 35984 used as positive control. In 16 (10.5%) of these isolates andnegative control strain S.aureus ATCC 12228 icaA and icaD genes were notdetected. There was a poor-moderate relation between icaA and icaD genes with thebiofilm formation examined on CRA (r:0.257, p:0.001). There was an evidentrelation between icaA and icaD genes with biofilm formation examined bymicroplate method (r:0.559, p<0.001). Only 1 (0.7%) of the 152 clinical S.aureusisolates and S.aureus V329 strain used as positive control found to be positive forbap gene. 50 clinical S.aureus strains were used in PIA/PNAG study which issynthesised by ica ADBC. PNAG production was detected by chemiluminance dot-blot method in all 42 isolates studied which were both icaA and icaD positive, but in18 isolates negative for ica genes PNAG couldn?t have been detected. The effects ofantibiotics (vancomycin, linezolid, dalfopristin, quinupristin ve dalfopristin/quinupristin) on biofilm-forming S.aureus isolates were analysed by using 96 wellmicroplate. The eight clinical isolates were studied which biofilm minimuminhibitory concentration and minimal biofilm eradication concentration valuesmeasured 2- to 1280 and 8- to 1280-fold higher than MIC90 values. As a result,biofilm formation in S.aureus is controlled by genetic and environmental factors, andplay an important role in antibiotic resistance.2