Laktobiyonik asit ve Karvakrol'ün Escherichia coli izolatları üzerinde antimikrobiyal ve antivirülans etkilerinin araştırılması
Investigation of antimicrobial and antivirulence effects of lactobionic acid and Carvacrol on Escherichia coli isolates
- Tez No: 946160
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NEFİSE AKÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Biyoteknoloji Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Escherichia coli bakterilerinin patojen türleri, biyofilm oluşturma yeteneği ve çoklu ilaç direnci geliştirme potansiyeli nedeniyle insan sağlığı ve gıda güvenliği için önemli riskler oluşturur. Mikrobiyal biyofilmler, ürün kontaminasyonu, enerji yetersizliği, çeşitli araç ve gereçlere verilen hasar ve tedavisi zor bulaşıcı hastalıkların ortaya çıkması nedeniyle önemli mali kayıplara yol açar. Bu hususlar göz önüne alındığında, antibiyotik dirençli ve biyofilm ilişkili patojenlerin oluşturduğu problemlerin önüne geçilmesi hayati önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında antimikrobiyal özelliklere sahip iki adet doğal madde; laktobiyonik asit ve karvakrolün antimikrobiyal ve antibiyofilm etkilerini patojen ve biyofilm üreticisi olduğu bilinen E. coli izolatları kullanılarak araştırmak amaçlanmıştır. Bu amaçla ilk olarak hastane kaynaklı 50 adet E. coli izolatının biyofilm üretim kapasiteleri değerlendirilmiştir. Ardından, karvakrolün izolatların %98'inde, laktobiyonik asidin ise örneklerin %100'ünde bakterisidal etki gösterdiği tespit edilmiştir. Karvakrol, biyofilm oluşumunu %24,05 oranında azaltırken; laktobiyonik asidin test edilen izolatlarda biyofilm yapısını %56,77 oranında eradike ettiği belirlenmiştir. Ajanların birlikte kullanımının etkisini değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilen“checkerboard”analizleri sonucunda, karvakrol ve laktobiyonik asitin sinerjik etki sergilediği ortaya konmuştur. Özetle, kombinasyon kullanımı her iki ajanın da farklı izolatlarda Minimum İnhibitör Konsantrasyon (MİK) değerlerini 2 ila 32 kat arasında düşürmüştür. Tez kapsamında ayrıca, planktonik hücreler üzerinde sinerjik etki gösterdiği belirlenen karvakrol ve laktobiyonik asit kombinasyonlarının biyofilm oluşumu üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Her iki ajan tek başlarına biyofilm inhibisyonu sağlarken, birlikte kullanıldıklarında inhibisyon oranlarında belirgin bir artış gözlemlenmiştir. Son olarak, karvakrol ve laktobiyonik asitin tek ve kombine kullanımının E. coli virülans genleri üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla qRT-PZR analizleri gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları, her iki bileşiğin de test edilen virülans genlerinin ekspresyonunu anlamlı düzeyde baskıladığını göstermiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması kapsamında elde edilen bulgular, E. coli izolatları üzerinde test edilen ajanların ve literatürde ilk kez değerlendirilen iki ajanın kombinasyonlarının, E. coli biyofilm oluşumu ile mücadelede ve virülans genlerinin etkilerinin azaltılmasında umut verici olduğunu kanıtlamaktadır. Elde ettiğimiz bulgular yeni proje konularına öncülük edecek nitelikte olmanın yanı sıra, yeni tedavi ve sanitasyon stratejileri geliştirilmesine de aracılık edecek niteliktedir.
Özet (Çeviri)
Pathogenic strains of Escherichia coli pose significant risks to human health and food safety due to their ability to form biofilms and develop multidrug resistance. Microbial biofilms lead to considerable economic losses through product contamination, energy inefficiency, damage to various equipment and infrastructure, and the emergence of hard-to-treat infectious diseases. Given these concerns, it is critically important to prevent the problems caused by antibiotic-resistant and biofilm-associated pathogens. This thesis investigates the antimicrobial and antibiofilm effects of two natural compounds with known antimicrobial properties: lactobionic acid and carvacrol. These compounds were tested against pathogenic and biofilm-forming E. coli isolates. To begin, the biofilm-forming capacities of 50 E. coli isolates obtained from hospitals were evaluated. The results showed that carvacrol exhibited bactericidal activity against 98% of the isolates, while lactobionic acid demonstrated a 100% bactericidal effect. Carvacrol reduced biofilm formation by 24.05%, whereas lactobionic acid completely eradicated biofilm structures by 56.77% in the tested isolates. To assess the effects of combined use, checkerboard assays were conducted, revealing a synergistic interaction between the two compounds. This combination reduced the Minimum Inhibitory Concentrations (MICs) of both agents by 2- to 32-fold across various isolates. The thesis also examined the impact of the combination on biofilm formation. While both compounds individually inhibited biofilm development, their combined use resulted in a significant increase in inhibition rates. Lastly, quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) analyses were performed to determine the effects of the single and combined treatments of carvacrol and lactobionic acid on the expression of E. coli virulence genes. The findings indicated that both compounds notably suppressed the expression of the targeted virulence genes. Overall, the results of this study demonstrate that the combination of these two agents, evaluated together for the first time in the literature, shows promise in combating E. coli biofilm formation and reducing virulence. These findings not only provide valuable insights for future research but also have the potential to inform the development of novel therapeutic and sanitation strategies.
Benzer Tezler
- Asetik asit bakterilerinin laktobiyonik asit üretiminin moleküler ve kromatografik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of lactobionic acid production by acetic acid bacteria with molecular and chromatographic methods
SELMA YAKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYNUR GÜL KARAHAN
- Mikroenkapsülasyon yoluyla sinbiyotik üretimi ve özelliklerinin belirlenmesi
Synbiotic production by microencapsulation and selection of its properties
OĞUZHAN GEDİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYNUR GÜL KARAHAN
- Myeloid kanserlerde kemik iliği mikroçevresinin metabolik profilinin incelenmesi
Investigation of the metabolic profile of the bone marrow microenvironment in myeloid cancers
ASUDE BAHAR ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyokimyaHacettepe ÜniversitesiKök Hücre Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA VİSAL OKUR