Pseudomonas Aeruginosa'da Pvdm Proteininin Yoksunluğunun Virülansa Etkisi

Abstract

Pseudomonas aeruginosa, çeşitli virülans faktörleri üreten Gram-negatif, çomak şekilli bir bakteridir. Hastane enfeksiyonlarının sebeplerinden biridir ve çoğu antibiyotiğe karşı dirençlidir. Ayrıca günümüzde antibiyotik dirençliliğinin artmasından dolayı tedavisi giderek zorlaşmaktadır (Karatuna ve Yağcı, 2008). Geleneksel olarak üretilen antibiyotikler hücre duvar yapısı, DNA ve çeşitli sentez mekanizmalarını hedef alır. Bakteriler de canlılıklarını devam ettirebilmek için bu antibiyotiklere karşı direnç oluşturur. Yakın zamanda yapılan bir çalışmanın ortaya koyduğu verilere göre 60 adet P. aeruginosa suşunun %90'ı antibiyotik direnci göstermiştir. Ek olarak çoklu ilaç direnci ise %94 olarak bulunmuştur (Sindeldecker and Stoodley, 2021). Günümüzde kullanımda olan antibiyotikler yakın bir gelecekte yetersiz kalacaktır. Bu nedenle mikroorganizmalarla mücadelede yeni moleküllerin geliştirilmesi zorunlu hale gelmiştir. Bakterileri öldürmek yerine virülans mekanizmalarını etkisiz hale getiren antivirülans terapi yeni ve akılcı bir yaklaşım olarak kabul edilmektedir (Mühlen and Dersch, 2015). P. aeruginosa hücresel aktivitesini devam ettirebilmek için demiri dış ortamdan almak zorundadır. Bu yüzden siderofor denilen molekülleri kullanır. Piyoverdin, P. aeruginosa tarafından üretilen en önemli siderofordur. Çeşitli çalışmalarda piyoverdin yoksunluğunun virülansı azaltıcı etkisi olabileceği görülmüştür (Sandri and Ortombina, 2018). Dolayısıyla piyoverdin biyosentez yolağı yeni ilaçların P. aeruginosa tedavileri için hedef olma potantsiyeli taşımaktadır. Bu bilgiler ışığında hazırlanan tez kapsamında P. aeruginosa pvdM geni (PA2393) homolog rekombinasyon teknikleri (Huang and Wilks, 2017) kullanılarak silinmiş ve piyoverdin yoksunu P. aeruginosa PAO1 ΔpvdM suşu elde edilmiştir. Mutant suşun virülans özellikleri yabanıl tip P. aeruginosa PAO1 suşu ile karşılaştırılarak incelenmiştir. Biyofilm, hemolizin, hareketlilik ve sitotoksisite deneyleri sonucu mutant suşun virülans özelliklerinin azaldığı tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre PvdM proteininin antivirülans terapi için uygun bir hedef olabileceği belirlenmiştir.

Pseudomonas aeruginosa is gram negative, rod-shaped bacteria with ability to produce various virulence factors. It is one of the main causes of hospital infections and can resist many antibiotics. Moreover, these days treatment is becoming very difficult due to increasing antibiotic resistance (Karatuna and Yagci, 2008). Antibiotics produced by traditional methods are used as targets for cell wall structure, DNA and various synthesis mechanisms. Bacteria tend to create resistance to these antibiotics to keep itselves alive. A recent study found 60 of P. aeruginosa strains has shown resistance to at least 90% antibiotics. In addition, the ratio of multiple drug resistance was found at 94% (Sindeldecker and Stoodley, 2021). Many of the antibiotics used today will be inadequate in the near future. This has made it necessary to discover new molecules to fight against microorganisms. The development of new molecules (antivirulance therapy) that would disable the virulence mechanisms rather than killing bacteria as a different understanding is considered a rational approach (Mühlen and Dersch, 2015). P. aeruginosa must take the iron from the outside to sustain its cellular activity. That's why it uses molecules called siderophores. Pyoverdine is the most imporant siderophor produced by P. aeruginosa. Several studies have shown that the lack of pyoverdine may have a negative effect on the virulence (Sandri and Ortombina, 2018). Therefore pyoverdine biosynthesis pathway is considered as a target for new drugs to treat P. aeruginosa. In this thesis the pvdM gene (PA2393) from P. aeruginosa genome was deleted by using homologous recombination techniques (Huang and Wilks, 2017). Virulence characteristics of the mutant strain were investigated by comparing with the wild type. According to biofilm, hemolysis, motility and cytotoxicity tests, the virulence of the mutant strain decreased. According to these results, it was determined that pvdM could be a suitable target for antivirulence therapy.