Fitokimyasallar ile bakteriyel biyofilm ve FtsZ inhibisyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Thahiya Naushad
Danışman: İrfan Türetgen
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Biyofilmler, mikroorganizmaların yüzeylere yapıştığı ve EPS (hücre dışı polimerik maddeler) matris ile kaplandığı karmaşık topluluklardır. Mikrobiyolojik açıdan bu dayanıklı yapılar özellikle Acinetobacter baumannii ve Streptococcus pyogenes gibi kötü ün salmış patojenlerle ilişkilendirildiğinde ciddi zorluklar sunar. A. baumannii ve S. pyogenes, inatçı biyofilm oluşturma yetenekleriyle bilinirler. Bu biyofilmler, sağlık hizmetleri ve ötesinde birçok komplikasyona neden olur. Bu nedenle bu patojenlerin neden olduğu enfeksiyonların tedavisi özellikle zor olmaktadır. Biyofilm matrisi sadece onları konağın bağışıklık sisteminden korumakla kalmaz, aynı zamanda antibiyotiklerin nüfuzunu da engeller. Sonuç olarak, A. baumannii ve S. pyogenes enfeksiyonları genellikle geleneksel tedavi yaklaşımlarına karşı artan direnç göstererek halk sağlığına karşı ciddi bir tehdit oluşturur. Biyofilm oluşumunun dinamiklerini anlamak ve onları etkili bir şekilde bozmak, biyofilmle ilişkili enfeksiyonlarla mücadelede son derece önemlidir. Bu araştırmada odak nokta Etlingera elatior'un infloresansından çıkarılan esansiyel yağın antibiyofilm özelliklerini keşfetmek olmuştur. Esansiyel yağı çıkarmak için hidrodistilasyon yöntemi kullanılmış ve daha sonra Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) ile titizlikle analiz edilmiştir. Çalışmada FEO'nun (Etlingera elatior esansiyel yağı) bu zararlı patojenlere karşı antibiyofilm özelliklerinin değerlendirilmesine odaklanmıştır. FEO, düşük konsantrasyonlarda bile etkili olarak A. baumannii ve S. pyogenes biyofilmi üzerinde sırasıyla %80 ve %79.1'lik inhibisyon göstermiştir. FEO'nun etkisi sadece inhibisyonla sınırlı kalmamış aynı zamanda hücre yüzeyi hidrofobisitesini de etkileyerek her iki patojende EPS üretimini azaltmıştır. Ayrıca FEO, A. baumannii'de katalaz enzimi ve yüzey ilişkili hareketlilik gibi virülans faktörlerinin üretimini engellerken, A. baumannii ve S. pyogenes'in insan kanındaki canlı kalma oranlarını etkili bir şekilde azaltmıştır. İlginç bir şekilde in silico analizler bileşenlerden biri olan sinamaldehit üzerine odaklanmaya teşvik etmiştir. Sinamaldehit düşük konsantrasyonlarda bile A. baumannii ve S. pyogenes biyofilmleri üzerinde %86.67 ve %81.85'lik inhibisyon oranlarıyla dikkat çekici bir antibiyofilm potansiyeli sergilemiştir. Sinamaldehit, FEO gibi hücre yüzeyi hidrofobisitesini ve EPS üretimini etkilemiş, kanda canlı kalma oranlarını azaltmış ve biyofilmle ilişkilendirilen virülans faktörlerini hafifletmiştir. RT-PCR çalışmaları, temel biyofilmle ilişkilendirilen virülans genlerinin anlamlı bir şekilde aşağı regüle edildiğini ortaya koyarak biyofilmle ilişkili enfeksiyonlarla mücadelede yaklaşımımızın potansiyelini vurgulamıştır. Çalışma ayrıca FEO ve sinamaldehitin antibakteriyel etkinliğinin, hücre bölünmesi sırasında Z-halkasının oluşumu için esansiyel olan FtsZ proteinini inhibe etme yeteneklerine dayandığını ortaya koymuştur. Sonuçlar biyofilm ilişkili zorluklarıyla bilinen A. baumannii ve S. pyogenes'e karşı FEO'nun güçlü antibiyofilm ve antibakteriyel özelliklerini desteklemektedir. Bu bulgular gelecekteki biyofilm odaklı terapötik stratejilerin geliştirilmesi için umut vericidir. Dahası, bu özellikler sinamaldehit varlığı ile yakından ilişkilidir. Düşük konsantrasyonlarda bile sinamaldehitin varlığı, biyofilm yapsını bozarak gelişmiş tedavi seçenekleri için bir potansiyeli işaret etmektedir.