In-Vitro investigation of the efficacy of chitosan-supported metal nanoparticles in the treatment of multidrug-resistant Candida auris
Çok ilaca dirençli Candida auris tedavisinde kitosan destekli metal nanopartiküllerin etkinliğinin In-Vitro araştırılması
- Tez No: 957691
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM DOĞAN URAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mikrobiyoloji, Tıbbi Biyoloji, Microbiology, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Candida türleri, insan mikrobiyomunun doğal bir unsurudur ve bağışıklık sistemi zayıfladığında ve doğru fırsat doğduğunda ölümcül enfeksiyonlara neden olur. Candida auris, Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC) tarafından 2019 yılında yayınlanan insanlığı tehdit eden en ciddi mikroorganizmalar listesindeki en önemli beş mikroorganizmadan biridir. Bilinen birçok antifungal ilaca, antiseptik ve dezenfektan maddeye karşı direnci, termotolerans ve ozmotolerans özellikleri, fosfolipaz ve hemolizin gibi enzimleri salgılayabilmesi, biyofilm oluşturabilmesi ve canlı ve cansız yüzeylerde kolonize olabilmesi onu dikkat çekici bir mikroorganizma yapmaktadır. Önceki çalışmalar, metal nanopartiküllerin (MNP'ler) Candida türlerine karşı potansiyel antifungal aktivitelerini göstermiştir. Bu çalışmada, altın (Au) ve demir oksit (Fe3O4) nanopartiküllerinin ve kitosan destekli formlarının C. auris planktonik ve biyofilm hücrelerine karşı in vitro aktivitesi araştırılmıştır. Bu çalışmada, çoklu ilaca dirençli klinik bir C. auris izolatı (K1575) ve dört referans izolat kullanıldı. İzolatların ilaç direnç profili, Klinik ve Laboratuvar Standartları Enstitüsü (CLSI) M27M44S kılavuzuna dayalı sıvı mikrodilüsyon testi ile ortaya kondu. Klinik C. auris izolatının direnç profilinin genomik temeli, tüm genom dizilemesi ile analiz edildi. AuNP sentezi sitrat indirgeme reaksiyonu ile, kitosan destekli altın (Chi- AuNP) nanopartikülleri ise kitosan destekli indirgeme reaksiyonu ile gerçekleştirildi. Fe3O4NP sentezi oleyl amin ile gerçekleştirildi ve ardından kolloidal stabilizasyon sitrik asit ve kitosan ile sağlandı. Sentezlenen tüm NP'lerin literatürle uyumluluğu X-Işını Kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), UV-Görünür Spektroskopisi (UV-Vis), Nanopartikül İzleme Analizi (NTA) ve Dinamik Işık Saçılımı (DLS) testleri ile kontrol edildi. İn vitro etkinlik testleri için, NIH 3T3 fibroblast hücre hattında MTT yöntemi ile sitotoksisite testleri yapıldı. İn vitro etkinlik testleri kapsamında, seçilen beş izolat üzerinde koloni oluşturma birimi (CFU), spektrofotometrik analiz, XTT/Menadione yöntemi ile biyofilm v kalınlığı tayini, SEM, H2DCFDA ile reaktif oksijen türleri (ROS) tayini ve izolatların oluşturduğu biyofilm üzerinde konfokal mikroskop deneyleri ile NP'lerin gösterilmesi işlemleri gerçekleştirildi. Sıvı mikrodilüsyon testi ile tespit edilen azol ve ekinokandin direnci genomik analiz ile doğrulanarak FKS1, ERG11, CDR1, TAC1b ve FCY1 genlerinde mutasyonlar tespit edilmiştir. Literatür doğrultusunda sentezlenen ve kalite kontrolü yapılan nanopartiküllerin sitotoksik konsantrasyonlarının (CC) belirlenmesiyle başlatılan CFU deneylerinde, AuNP'lerin ve Chi-AuNP'lerin uygulanan her dozda klinik izolat K1575'in planktonik ve biyofilm formları üzerinde inhibitör etkiye sahip olduğu, referans izolatların planktonik ve biyofilm formlarına uygulanan dozlarda ise izolata bağlı olarak inhibitör etki gösterdiği belirlenmiştir. Yapılan ROS deneylerinde ise bu etkinin nanopartiküllerin izolatlarla etkileşimi sonucu oluşan ROS tarafından sağlandığı gösterilmiştir. CFU deneylerinde uygulanan Fe3O4NP ve Chi-Fe3O4NP'lerin kullanılan izolatların hiçbirinde inhibitör etkiye sahip olmadığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, K1575'te çoklu ilaç direncinin genomik temeli, hedef antifungal genlerdeki çoklu mutasyonlarla gösterilmiştir. K1575 ve referans izolatlarının altın bazlı nanopartiküllerde inhibisyon gösterdiği ve bu inhibisyonun öncelikli olarak ROS oluşumu ve fungal hücre duvarı bozulması ile ilişkili olduğu belirlendi. Altın bazlı nanopartiküllerin çoklu ilaca dirençli C. auris enfeksiyonları için yeni bir tedavi yöntemi potansiyeli olarak değerlendirilmesi gerektiği gösterildi.
Özet (Çeviri)
Candida species are a natural element of the human microbiome and cause fatal infections when the immune system is weakened and the right opportunity arises. Candida auris is one of the five most important microorganisms on the list of the most serious microorganisms threatening humanity published by the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in 2019. Its resistance to many known antifungal drugs, antiseptic and disinfectant substances, its thermotolerance and osmotolerance properties, its ability to secrete enzymes such as phospholipase and hemolysin, its ability to form biofilms, and to colonize living and non-living surfaces make it a remarkable microorganism. Previous studies have shown the potential antifungal activities of metal nanoparticles (MNPs) against Candida species. In this study, the in vitro activity of gold (Au) and iron oxide (Fe3O4) nanoparticles and their chitosan-supported forms against C. auris planktonic and biofilm cells was investigated. In this study, a multidrug-resistant clinical C. auris isolate (K1575) and four reference isolates were used. The drug resistance profile of the isolates was revealed by broth microdilution testing. The genomic basis of the resistance profile of the clinical C. auris isolate was analyzed by whole genome sequencing. AuNP synthesis was carried out by citrate-reduction reaction, and chitosan-supported gold (Chi-AuNP) nanoparticles were synthesized by chitosan-supported reduction reaction. Fe3O4NP synthesis was carried out with oleyl amine and then colloidal stabilization was provided with citric acid and chitosan. The compatibility of all synthesized NPs with the literature was checked by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscope (SEM), UV-Visible Spectroscopy (UV-Vis), Nanoparticle Tracking Analysis (NTA) and Dynamic Light Scattering (DLS) tests. For in-vitro efficacy tests, cytotoxicity tests were tested on the NIH 3T3 fibroblast cell line by the MTT method. Within the scope of in vitro efficacy tests, five selected isolates were subjected to colony forming unit (CFU), spectrophotometric analysis, biofilm thickness determination by the XTT/Menadione method, SEM, reactive oxygen species (ROS) determination by iii H2DCFDA and demonstration of NPs on the biofilm formed by the isolates by confocal microscope experiments. The azole and echinocandin resistance detected with the broth microdilution test was confirmed with genomic analysis. Mutations were detected in the FKS1, ERG11, CDR1, TAC1b and FCY1 genes. In the CFU experiments initiated by determining the cytotoxic concentrations (CC) of the nanoparticles synthesized and quality controlled in accordance with the literature, it was determined that AuNPs and Chi-AuNPs had an inhibitory effect on the planktonic and biofilm forms of the clinical isolate K1575 at every dose applied, and that there was an inhibitory effect depending on the isolate at the doses applied on the planktonic and biofilm forms of the reference isolates. In the ROS experiments conducted, it was shown that this effect was provided by the ROS created by the interaction of the nanoparticles with the isolates. It was determined that the Fe3O4NP and Chi-Fe3O4NPs applied in the CFU experiments had no inhibitory effect on any of the isolates used. As a result, the genomic base of multidrug resistance in K1575 was shown by multiple mutations in the target antifungal genes. It was determined that K1575 and reference isolates showed inhibition in gold-based nanoparticles and that this inhibition was primarily related with ROS formation and fungal cell wall disruption. It was shown that gold-based nanoparticles should be considered as a potential for a new treatment method for multidrug resistant C. auris infections.
Benzer Tezler
- Fotostimülasyonun 2 ve 3 boyutlu in vitro hiperglisemik modellerde insan dermal fibroblast, keratinosit ve endotel hücreleri üzerindeki etkinliğinin incelenmesi
Investigation of the efficacy of photostimulation on human dermal fibroblasts keratinocyte and endothelial cells in 2d and 3d in vitro hyperglycemic models
SİMGE ÇITAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZER AYLİN GÜRPINAR
- Kitozan/PAI-1 siRNA nanoplekslerinin hepatosellüler karsinoma hücre hatlarında anti- anjiyogenik ve anti-karsinojenik etkilerinin araştırılması
Investigation of anti-angiogenic and anti-carcinogenic effects of kitosan / PAİ-1 siRNA nanoplexes in hepatocellular carcinoma cell lines
NAZİKTER BETÜL EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SUNA ÖZBAŞ TURAN
- Diyabetik yara tedavisinde kullanılmak üzere nanopartiküler statin ve kök hücre içeren doku iskelelerinin formülasyonu ve in vitro/in vivo değerlendirilmesi
Formulation of tissue scaffolds containing nanoparticulate statin and stem cells for diabetic wound healing and in vitro/in vivo evaluation
DİLARA ÖRGÜL
Doktora
Türkçe
2017
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜEDA HEKİMOĞLU
- BRCP geni suturulmuş meme kanseri hücrelerinde doksorobusin yüklenmiş kitosan-gümüş nanopartikülünün tedavi etkinliğinin araştırılması
Investigation of the therapeutic efficacy of doxorubicin-loaded chitosan-silver nanoparticles in BRCP gene-inhibited breast cancer cells
DERYA CANDEMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyolojiErzurum Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM KARA
DOÇ. DR. ELİF ERBAŞ
- VEGF-CRISPR/Cas9 plasmidi taşıyan kitozan nanoplekslerinin sıçan meme tümörü modelinde terapötik etkinliğinin araştırılması
Investigation of the therapeutic efficacy of chitosan nanoplexes delivering VEGF-CRISPR-Cas9 plasmid in a rat mammary tumor model
TUBA ÇANAK İPEK
Doktora
Türkçe
2022
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SUNA ÖZBAŞ