Benzer patojeniteye sahip bakterilerin Raman spektrumları üzerinden kemometrik yöntemlerle ayrıştırılması
Differentiation of bacteria with similar pathogenicity using chemometric methods based on Raman spectra
- Tez No: 874976
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLCE ÖĞRÜÇ ILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Kültür Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Mikroorganizmalar pek çok tür ve çeşitliliğe sahiptirler. Her sene çok sayıda insan ve hayvan, bakteriyel ya da fungal şikayetlerden dolayı tedavi gereksinimi duymaktadır. Staphylococcus saprophyticus (S.saprophyticus) gibi patojen mikroorganizmalar özellikle insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Bunun dışında Alcaligenes faecalis (A. faecalis), Enterococcus faecalis (E.faecalis) ve Corynebacterium jeikeium (C.jeikeium) gibi fırsatçı patojenlerin de her geçen gün insan sağlığı üzerindeki negatif etkileri artmaktadır. Mikroorganizmaların tanımlanması, hastalıkların tanısı, ilaç-gıda kontaminasyon kaynaklarının belirlenmesi, gıda zehirlenmeleri, yeni antimikrobiyal koruyucuların geliştirilmesi gibi konularda önem arz etmektedir. Günümüzdeki çalışmalar hastalıklara doğrudan sebep olan patojen mikroorganizmalara yoğunlaşırken; fırsatçı patojenlerle ilgili literatürde daha az sayıda çalışma bulunmaktadır. A. faecalis ve E. faecalis doğal olarak insan bağırsağında bulunur. Son dönemlerde ise, antibiyotiklere karşı dirençli hale gelmiştir. A. faecalis, S. Saprophyticus'ta olduğu gibi özellikle idrar yolu enfeksiyonları ve hastane kaynaklı enfeksiyonlarda yaygındır. C. jeikeium, insan derisinde bulunur ve özellikle bağışıklığı zayıflamış hastalarda ciddi enfeksiyonlara neden olabilmektedir. Patojenlerin sebep olduğu bu hastalıkların tedavi stratejisinin belirlenmesi ve benzer klinik tablo gösteren bakteriler için doğru tedavinin seçilmesi amacıyla mikroorganizmaların tanımlanması günümüzde insan, halk ve çevre sağlığı için önemini sürdürmektedir. Geleneksel tanı yöntemleri çeşitli dezavantajlar taşıdığından, alternatif yöntemlerin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sebepten dolayı, bakterilerin ayrıştırılması ve tanımlanmasında Raman Spektroskopisi gibi yöntemler hakkında araştırmalar artış göstermektedir ancak; günümüze kadar spektrumları literatüre kazandırılmamış çok sayıda mikroorganizma bulunmaktadır. Bu tez çalışmasıyla, literatürde ilk kez olmak üzere, son yıllarda özellikle artan direnç mekanizmaları ve hastane enfeksiyonlarında rastlanmalarıyla dikkat çeken ve benzer patojeniteye sahip, A. faecalis, S.saprophyticus, E.faecalis ve C.jeikeium bakterilerinin kemometrik yöntemlerle Raman spektrumları üzerinden ayrıştırılmasına olanak sağlayan istatistiksel modeller geliştirilmiştir. Saf bakteriler üzerinden elde edilen Raman spektral veriler kullanılarak, PLS-DA ve PCA modelleri geliştirilmiş ve modellerin ayrıştırma yeteneği test edilmiştir. Spektral veriler test edilen her numune için parmak izi niteliği taşıdığından dolayı, mikroorganizmaların bu yöntemle ayrıştırılması, kısmi olarak daha pahalı olan, nükleik asit temelli identifikasyon yöntemlerinde olduğu gibi daha spesifik sonuçların elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Elde edilen modeller A. faecalis, S.saprophyticus, E.faecalis ve C.jeikeium olmak üzere tüm bakteri gruplarını cins-tür özellikleri bakımından birbirinden ayrıştırılmasına olanak sağlarken, Gram (-) A. faecalis ve Gram (+) S.saprophyticus, E.faecalis, C.jeikeium bakterilerinin hücre duvar yapısı farklılıklarına göre de gruplandırdığı görülmüştür. Böylelikle insan kaynaklı hata payı az, düşük maliyetli ve ek ekipman gerektirmeyen Raman spektroskopisi yönteminin geleneksel identifikasyon yöntemlerine tamamlayıcı nitelikte bir yöntem olarak kullanılabilirliği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Microorganisms exhibit a wide range of species and diversity. Every year, numerous humans and animals require treatment due to bacterial or fungal complaints. Pathogenic microorganisms, such as Staphylococcus saprophyticus (S. saprophyticus), adversely affect human health. Additionally, the negative impacts of opportunistic pathogens like Alcaligenes faecalis (A. faecalis), Enterococcus faecalis (E. faecalis), and Corynebacterium jeikeium (C. jeikeium) on human health are increasing daily. The identification of microorganisms is crucial for diagnosing diseases, determining sources of drug and food contamination, preventing food poisoning, and developing new antimicrobial preservatives. Current research focuses primarily on pathogenic microorganisms that directly cause diseases, while fewer studies in the literature address opportunistic pathogens. A. faecalis and E. faecalis are naturally found in the human intestine but have recently developed resistance to antibiotics. A. faecalis, like S. saprophyticus, is particularly common in urinary tract infections and hospital-acquired infections. C. jeikeium, present on human skin, can cause severe infections, especially in immunocompromised patients. Identifying microorganisms remains vital for human, public, and environmental health to determine treatment strategies for these pathogen-induced diseases and to select appropriate treatments for bacteria presenting similar clinical symptoms. Traditional diagnostic methods have various disadvantages, necessitating the development of alternative approaches. Consequently, there has been increased research into methods such as Raman Spectroscopy for differentiating and identifying bacteria. However, many microorganisms' spectra have yet to be documented in the literature. This thesis aims, for the first time in the literature, to develop statistical models that enable the differentiation of A. faecalis, S. saprophyticus, E. faecalis, and C. jeikeium, bacteria noted for their increasing resistance mechanisms and prevalence in hospital infections in recent years, using chemometric methods based on their Raman spectra. Using Raman spectral data obtained from pure bacterial samples, PLS-DA and PCA models were developed, and the differentiation capability of these models was tested. Since the spectral data serve as a fingerprint for each tested sample, differentiating microorganisms using this method allows for more specific results akin to nucleic acid-based identification methods, which are relatively more expensive. The developed models successfully distinguished all bacterial groups, A. faecalis, S. saprophyticus, E. faecalis, and C. jeikeium, at the genus-species level and grouped Gram-negative A. faecalis and Gram-positive S. saprophyticus, E. faecalis, and C. jeikeium according to cell wall structure differences. Thus, it has been demonstrated that the Raman spectroscopy method, with minimal human error, low cost, and no additional equipment requirement, can complement traditional identification methods.
Benzer Tezler
- Türkiye' de kültür deniz balıklarında streptokok enfeksiyonlarının farklı diyagnostik tekniklerle tespiti
Determination of streptococcal infections in cultured marine fish by different diagnostic tecniques in Turkey
ÇİĞDEM ÜRKÜ
Doktora
Türkçe
2017
Histoloji ve Embriyolojiİstanbul ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLŞEN TİMUR
- Candida albicans hücre duvar fizyolojisinin değişik monoklonal ve poliklonal antikorlar ile araştırılması ve immün sistemle etkileşimlerinin gösterilmesi
Investigation of the cell-wall components of Candida albicans by using different monoclonal and polyclonal antibodies and demonstration of their interaction with the immune system
CEVAHİR ALTINKAYNAK
Doktora
Türkçe
2014
BiyoteknolojiAnkara ÜniversitesiTemel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK ATAOĞLU
- Güneydoğu Anadolu Bölgesinde asma ur hastalığının tespiti ve biyolojik mücadele olanaklarının araştırılması
Detection of crown gall disease in Southeastern Anatolia Region and investigation of biological control facilities
CEYDA CEYHAN BAŞARAN
Doktora
Türkçe
2023
ZiraatKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KÜSEK
- Bean common mosaic virus TR-180 izolatının patojenitesi ile ilişkili olabilecek gen bölgelerinin karakterizasyonu
Characterization of genomic regions in relation to thepathogenicity of the isolate TR-180 of Bean common mosaic virus
ALİ FERHAN MORCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİRAY SÖKMEN
- Domateste erken yaprak yanıklığı hastalığına neden olan alternarıa spp. ne karşı biyolojik mücadele olanaklarının araştırılması
Investigation of the possibilities of biological controlagainst alternaria spp, caused by early leaf blight diseasein tomato
HADIER AL-HASHIMI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERNA TUNALI