Bakteri yüzey slime yapısındaki moleküllerin, bakteri adheransı ve antibiyotik direncine etkisi

Abstract

BAKTERİ YÜZEY SLİME YAPISINDAKİ MOLEKÜLLERİN, BAKTERİADHERANSI VE ANTİBİYOTİK DİRENCİNE ETKİSİGiriş: Biyofilmler irreversibl olarak herhangi bir yüzeye, ara yüzeye veya birbirlerine bağlımikrobiyal topluluklardır. Biyofilm oluşturan mikroorganizmaların adhezyon yetenekleri,virulansı ve biyofilm oluşumu ile konak savunmasından kaçması ve antibiyotiklerinetkilerinden korunması, biyofilm infeksiyonları ile mücadelede yeni ve etkili yöntemleringerekliliğini ortaya koymaktadır.Amaç: Biyofilmin yapısı tam olarak tanımlanamamış olmakla birlikte, biyofilmtabakasının karbonhidrat içeriğinde siyalik asitin bulunabileceği ve bakterinin adheransı ileantibiyotik direncinde etkili olabileceği düşünlmektedir. Bu çalışmada nöraminidazın slimeoluşum, bakteri adheransı ve antibiyotik direncine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır pGereç ve Yöntem: Çalışmada, çeşitli klinik örneklerden izole edilen 63 adet koagülaz negatifstafilokok, ve 91 adet Enterococcus spp izolatı kullanıldı. Bakterilerin slime üretimi,Christensen yöntemi (kalitatif tüp yöntemi) ve kantitatif mikrodilüsyon plak yöntemi ilesaptandı. Kantitatif mikrodilüsyon plak yönteminde ise 595 nm dalga boyunda mikroplakokuyucuda (Thermo Multiscan Spectro) optik dansitesi 1' den büyük olan izolatların slimeoluşturduğu kabul edildi. İzolatların antibiyotik duyarlılıkları; NCCLS M2-A8 ve M100-S13önerileri doğrultusunda disk difüzyon yöntemi ve mikrodilüsyon sıvı yöntemi ile belirlendi.Nöraminidazın, slime oluşumuna ve antibiyotik direncine etkisinin görülmesi amacı ile;bakteriler (0,5 Mc Farland), nöraminidaz ile artan dilüsyonlarda antibiyotik ve nöraminidazkarışımı ile birlikte 96 kuyucuklu U tabanlı polistiren plaklara ekildi. Slime oluşumununizlenmesi için plaklar kristal violet ile boyanarak 595 nm.' de, antibiyotik direnci için 625nm.' de spektrofotometrik olarak değerlendirildi.Bulgular: Çalışmanın sonucunda hem KNS hem de enterokok suşlarının slime oluşturmaözelliklerine göre adherans ve çoğalması incelendiğinde, slime-pozitif bakterilerin slime-negatif bakterilerden daha fazla adhere olarak çoğaldığı saptandı ve sonuçlar istatistikselolarak da anlamlı bulundu. Slime oluşturma özelliği ile antibiyotik dirençleri arasındakiilişkiye bakıldığında, koagülaz negatif stafilokoklarda slime-pozitif bakterilerin antibiyotikdirencinin daha fazla olduğu gözlenirken, bu sonuç istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı.Enterokoklarda ise; ampisilin ve penisilin direncinin slime-negatif suşlarda daha fazla olmasıistatistiksel olarak anlamlı bulunurken, rifampisin ve siprofloksasin direncinin slime-pozitifsuşlarda daha fazla olması istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı. Nöraminidaz uygulamasısonucu KNS suşlarında slime oluşumunun azaldığı saptandı ve bu sonuç istatistiksel olarakanlamlı bulundu. Enterokok suşlarında ise nöraminidazın slime oluşumunu azalttığıgözlenmekle birlikte, bu sonuç istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı. . Her iki grupta danöraminidazın, bakterilerin adherans ve çoğalmasına etkili olmadığı görüldü. Koagülaznegatif stafilokoklarda nöraminidazın artan doz siprofloksasin ile birlikte uygulanmasınınslime oluşumunun azalttığı saptandı ve bu sonuç istatistiksel olarak anlamlı bulundu.Enterokoklarda ise nöraminidazın artan doz vankomisin ile birlikte uygulanmasının slimeoluşumunu azalttığı saptandı ancak bu sonuç istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı. Her ikigrupta da uygulamanın bakteri adheransına herhangi bir etkisi görülmedi.Sonuç: Bu tez çalışmasında, nöraminidazın slime oluşum, bakteri adheransı ve antibiyotikdirencine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Nöraminidazın antibiyotikle veya antibiyotikolmaksızın bakterilerin slime oluşturmasına etkili olduğu açıktır. Bu sonuç, siyalik asitinslime tabakasının karbonhidrat içeriğinin önemli bir bileşeni olduğunu ve siyalik asit ileyapılacak çalışmaların slime üreten bakterilere bağlı kronik infeksiyonların tedavisinde hedefmolekül olabileceğini düşündürmektedir ve bu konuda daha çok çalışmaya gereksinim vardır.Ayrıca bu çalışma, enterokoklarda nöraminidazın biyofilm oluşumuna etkisinin izlendiği ilkçalışma olması açısından da önem taşımaktadır.Anahtar kelimeler: Biyofilm, adherans, nöraminidaz, siyalik asit

THE EFFECT OF MOLECULES IN BACTERİAL SLİME LAYER STRUCTURE UPONBACTERİAL ADHERENCE AND ANTİBİOTİC RESİSTANCE:Introduction: Biofilms are microbially derived sessile community characterized by cells that areirreversibly attached to a substratum or interface or to each other. They embedded in a matrix ofextracellular polymeric substances that they have produced, and exhibit an altered phenotypewith respect to growth rate and gene transcription.Aim: Biofilm?s structured is not well defined, carbohydrate content may plays an important rolein biofilm?s functions in physiological systems. We hypothesized that sialic acid may take part incarbohydrate structure of slime and may play a critical role in antimicrobial resistance andbacterial adherence.Material and Methods: In this study we examined 63 coagulase negative staphylococci (CNS)and 91 Enterococcus spp obtained from various clinical isolates. The production of slime from allstrains was studied by means of two different methods: the Christensen method (qualitative tubemethod) and quantitative microdilution plate. Optical density (OD) of well content wasdetermined at 595 nm (OD595) using a microplate reader and strains which optical density wasgreater then 1 consider that slime positive. The antibiotic susceptibility of strains was determinedthat disc diffusion and microdilution broth methods which recommended that NCCLS M2-A8and M100-S13. To determine neuraminidase effect on slime formation and antibiotic resistance,bacteria (0.5 McFarland) were treated with neuraminidase and/or neuraminidase with increasingdose of antibiotics in 96 well U bottom plates. For slime formation plates were stained withcrystal violet and examined at 590 nm and for antibiotic resistance directly examined at 625 nmspectrophotometrically.Results: Adherence of slime-forming CNS and enterococcus were greater than non-slimeforming bacteria. Antibiotic resistance in slime-forming CNS is greater than non-slime formingCNS group. In enterococcus group, antibiotic resistance to ampicillin and penicillin in slime-forming bacteria was statistically significant. Rifampicin and ciprofloxacin resistance in slime-forming enterococcus was greater than non-slime forming enterococcus but statistically was notsignificant. Surface sialic acid mobilization by neuraminidase reduce slime formation in CNS andstatistically significant. This reduction also seen in enterococcus group but it?s not statisticallysignificant. In both group neuraminidase did not effect on bacterial adherence and growth.Treatment of bacteria with neuraminidase and increasing dose of ciprofloxacin in CNS decreasedthe slime formation, on the other hand in enterococcus treatment of neuraminidase withincreasing dose of vancomycin had not effect in slime formation and in both group,neuraminidase treatment with antibiotics did not effect bacterial adherence.Conclution: The aim of the study was to show the neuraminidase effect on slime formation,bacterial adherence and antibiotic resistance. It?s obvious that the neuraminidase has limitedeffect on slime formation of bacteria with or without antibiotics. We speculate that this resultsindicate, the sialic acid is one of the carbohydrate contents of slime and modulation of sialic acidmay potential therapeutic target for chronic infections calls by slime-forming bacteria and needmore studies on this subject. Also this study is the first study in literature that showsneuraminidase effect on enterococcus biofilm formation.Key words: Biofilm, adherance, neuraminidase, sialic acid