Atık sulardan litik bakteriyofaj izolasyonu ve karakterizasyonu

Abstract

Yanlış ve bilinçsiz antibiyotik kullanımı sonucu günümüzde pek çok patojen bakteri antibiyotiklere dirençli hale gelmiştir. Antibiyotiklerin yetersiz kalması sonucunda son yıllarda alternatif mücadele yöntemleri ile ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. Bu yöntemlerden biri bakterilerin doğal düşmanı olan bakteriyofaj kullanımına yönelik faj terapisidir. Fajlar etki spektrumu dışında kalan bakterilere etkisiz olduğu için, antibiyotiklerin normal mikrofloraya olan olumsuz etkilerini göstermezler.Bu çalışmada, Trabzon ilinde iki farklı kaynaktan atık sular toplanarak bakteri izolasyonu yapıldı. İzole edilen bakteriler litik faj izolasyonu için konak hücre olarak kullanıldı. Litik enfeksiyon sonucu plak oluşturan faj lizatları saflaştırıldı ve morfolojik ve konak spektrumu yönünden karakterize edildi. Atık sudan izole edilen bakteriler morfolojik ve biyokimyasal özelliklerine göre tanımlandıktan sonra litik fajlara duyarlı olan bakteriler otomotize sistemler ile tanımlandı ve antibiyotik dirençlilikleri belirlendi.Toplam 14 faj ve 14 faja duyarlı bakteri izole edildi. Bu bakteriler Enterobacteriaceae, Moraxellaceae, Pseudomonadaceae ve Alcaligenaceae familyasına ait olan bazı suşlardır. İzole edilen 14 faj dar ve geniş spekturumlu olarak iki gruptan oluştu. Tüm fajlar geçirimli elektron mikroskobunda (TEM) incelendi ve görüntülendi. Fajlar Bradley Sınıflandırmasına göre A, B ve C tiplerinde sınıflandırıldı. Familya olarak fajlar Myoviridae, Sphoviridae ve Podoviridae'de yer almaktadırlar. Bu fajlardan ɸssn 21 faj DNA'sı izole edilerek çeşitli restriksiyon enzimler ile kesildi ve bu fajın genom büyüklüğünün yaklaşık 60 kbp olduğu hesaplandı. Bu fajın litik enfeksiyon siklusu incelendi ve hücre başına üretilen faj partikül sayısı (burst size) 20 PFU/mL olarak saptandı.

Due to uncontrolled and incorrect use of antibiotics resulted in increase inantibiotic resistance among pathogenic bacteria. Therefore, search for new therapeutic methods hasbeen accelerated in recent years. Bacteriophage therapy have been the focus of research into combating pathogenic bacteria. Bacteriophage possess an advantages over antibiotics, including low probability of developing bacterial resistance, and significantly lower the chance of disrupting commensal microflora as they are specific to their hosts.In this study, two different sources of the wastewater samples were collected from Trabzon. Bacterial strains were isolated from these samples. These strains were used as host cells for isolation of lytic phagesusing standard methods. A lytic phage capable ofinfectinga variety of bacterial strains were isolated and purified. Each purifiedphages were characterized based on their morphology and host specificity. Inaddition, those strains of bacteria sensitiveto phages were further identified and susceptibility testing was performedusing automated systems.A total of 14 phagesand 14 different phage-sensitive bacterial strains member of Enterobacteriaceae, Moraxellaceae, Pseudomonadaceaeve Alcaligenaceaefamilieswere isolated. Among the isolated phages some havebroadand some havenarrowhost range. The morphologies of all isolated phages were determined by transmission electron microscopy and they areclassified in A, B and C typephagesbased on Bradley'sclassification. They areclassified as Myoviridae, Sphoviridaeve Podoviridae. The phage DNA of ɸssn 21 was extracted and digested with restriction enzymes, and genome size of this phage was determined to be about60 kbp. The burst size of the phage was calculated to be 20 PFU/mL based on the one step growth curve.