SICAKLIK, pH ve DEMİRİN KLİNİK İNSAN PATOJENLERİ TARAFINDAN in vitro BİYOFİLM OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Abstract

Son yıllarda yapılan birçok çalışmalar, biyofilm üretimi patojenik bakterilerin virülanslarında artış meydana getirdiğini vurgulamaktadır. Biyofilm oluşturan mikroorganizmalar, antibiyotiklere, konak immün sistemine karşı daha dayanıklı olmaktadır. Farklı patojenlerin (hatta aynı türün farklı suşları arasında bile) farklı koşullar altında biyofilm oluşturma yetenekleri değişkenlik göstermektedir. Bu nedenle, patojenlerin hangi koşullar da biofilmler oluşturduklarının bilinmesi, hastalıklarla mücadele de önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Harran Üniversitesi Araştırma ve Uygulama Hastanesi’nden elde edilen 8 patojenik klinik izolatların, biyofilm oluşumu ve büyüme hızları farklı sıcaklıklarda (24 ve 37°C), farklı pH aralıklarında (pH 5.5, 7.5 ve 8.5) ve farklı demir (0, 5, 10, 30, 50 ve 100 μM FeCl3) konsantrasyonlarında Nutrient Broth besiyerinde tespit edilmiştir. Maximum likelihood ve bayesian filogenetik analizler sonucunda, suşların ikisi Escherichia coli SB1/SB2, biri Klebsiella aerogenes SB1, biri Klebsiella pneumoniae SB1, ikisi Pseudomonas aeruginosa SB1/SB2, biri Enterococcus faecalis SB1 ve biri Staphylococcus aureus SB1 olarak tanımlanmıştır. Bütün suşlar 37°C’ye kıyasla 24°C’de daha fazla biyofilm oluşturmuştur. K. pneumoniae SB1 ve P. aeruginosa SB1 suşları hariç, diğer tüm suşların 24°C’de biyofilm oluşturması istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. 37°C’de gerçekleştirilen pH ve demir deneylerinde, suşların biyofilm üretimleri arasında önemli farklar gözlenmiştir. pH deneyin de, E. coli SB1/SB2, S. aureus SB1 suşları pH 5.5’de istatiksel olarak anlamlı daha fazla biyofilm oluşturmuştur. Bu suşlar gastrointestinal sistemde midenin asidik ortamında biyofilm oluşturarak konak organizma da hastalık yapabilme yeteneklerini artırabilirler. K. aerogenes SB1 ve E. faecalis SB1 suşlarında ise hafif asidik pH’a kıyasla pH.7.5 ve 8.5’de daha fazla biyofilm üretimi gözlenmiştir. K. pneumoniae SB1 ve P. aeruginosa SB1/SB2 suşları ise pH 8.5’de fazla miktarda biyofilm oluşturmuştur. Alkali ortamda biyofilm oluşturabilen bu suşlar ise, gastrointestinal sistemde incebağırsağın alkali ortamlarda biyofilm oluşturarak hayatta kalma becerilerini artırarak patojenitelerini artabilirler. Farklı demir konsantrasyonlarında biyofilm deneyinde, E. coli SB1/SB2, K. aerogenes SB1, P. aeruginosa SB1/SB2 suşlarında artan demir miktarı bu suşların biyofilm üretiminde azalmalar meydana getirmiştir. Bu suşlar, çevresel ortamlarda biyofilmler oluşturarak konak canlıya biyofilm modunda girebilirler. Vücutta gereğinden fazla demir biriken hastalar da, yüksek demir konsantrasyonlarıyla karşılaştıkların da biyofilm büyüme formundan, planktonik moda geçerek konak hücrelere saldırabilirler. Bu suşların aksine, K. pneumoniae SB1, E. faecalis SB1 ve S. aureus SB1 suşlarında ise biyofilm oluşumu artan demir konsantrasyonuna bağlı olarak biyofilm üretiminde artışlar meydana getirmiştir. Bu patojenler ise, kanda ki demir miktarı artırılmış hastalarda daha fazla biyofilm oluşturarak konak immün sisteminden kaçabilirler.