News
Mikrobiyoloji alanında yaşanan gelişmelerin ışığında, günümüzde çeşitli enfeksiyon hastalıklarının patogenezinde mikroorganizmaların planktonik formlarının yanı sıra mikrobiyal biyofilmlerin önemli rol oynadığı bilinmektedir. Doğal çevrede sık rastlanabilen bir mikrobiyal yaşam formu olan biyofilm, çeşitli mikrobiyal türlerin çevresel etkenlerden korunmak ve yaşamsal faaliyetleri açısından elverişli ortamda kalabilmek adına oluşturdukları bir mikro-ekosistem olarak tanımlanabilir
Biyofilm Nedir?
Biyofilmler, mikroorganizmaların canlı ya da cansız yüzeylere tutunarak, kendi ürettikleri polimerik madde içerisinde korunaklı bir şekilde kalabilmesini sağlayan yapılardır. Bu yapılar mikroorganizmalar için bir nevi kalkan görevi görmektedir. Biyofilm yapısı içerisindeki mikroorganizmalar, konak hücre cevabı, antimikrobiyal tedavi ve olumsuz çevre koşulları gibi etkilerden korunabilmektedir
Biyofilm oluşumu
Bakteri hücreleri doğada planktonik formda bulunabildikleri gibi canlı veya cansız bir yüzeye adezyon sonrası çoğalarak mikroorganizma toplulukları hâlinde de bulunabilir. Bu topluluklar tek bir mikroorganizma türünden oluşabilir veya farklı türde mikroorganizmaları içerebilir. Mikroorganizma topluluklarının oluşturduğu biyofilm yapısı, mikroorganizmanın kolonizasyonunu destekleyen, pH değişikliği, besin yetersizliği gibi olumsuz dış ortam koşullarına, antibiyotik, dezenfektan madde gibi kimyasallara karşı dayanıklı olmasını sağlayan önemli bir virülans faktörüdür. Polisakkaritler, protein, ekstraselüler DNA, su ve iyonlar gibi farklı bileşenleri içeren kompleks bir yapı olan biyofilm yapısının oluşumu dinamik bir prosestir.
BAKTERİYEL BİYOFİLM OLUŞUMU AŞAMALARI
1-GEVŞEK ADEZYON
Bu basamakta mikroorganizmalar yüzeye tutunurlar ve geri dönüşümlü bir aşamadır, yani mikroorganizmalar tutunmuş fazdan serbest faza geçebilmektedirler. Bu nedenle bu aşama gevşek adezyon aşması olarak bilinmektedir. Burada mikroorganizmalar sahip olduğu özelliklerden çok ortamın uygunluğu, sıvı akışı, pH, sıcaklık, besin miktarı gibi çevresel faktörlerden etkilenmektedir.
2-SIKI ADEZYON
Burada tutunma ortamın koşullarından çok mikroorganizmanın özelliklerine bağlı olarak gerçekleşmektedir. Organizmanın sahip olduğu fimbriya ya da pili gibi yapısal faktörler aracılığıyla gerçekleşmekte olup bu aşamada mikroorganizma yüzeye ve birbirlerine sıkıca tutunmuşlardır. Bundan dolayı bu aşamaya sıkı adezyon aşaması denilmektedir ve bu aşama geri dönüşümsüz bir aşamadır.
3-MİKROKOLONİ OLUŞUMU
Bu aşamada mikroorganizmaların yüzeye ve birbirlerine sıkıca tutunup mikro koloniler halinde bulundukları aşamadır.
4-OLGUNLAŞMA
Mikro koloni oluşumunun ardından, biyofilm yapısı içerisindeki hücrelerin besin ve oksijen gibi zorunlu maddelerin alınması ve atık maddelerin uzaklaştırılması için mikro kanalların oluşturulduğu aşamadır. Bu kanallar sayesinde yapı 3 boyutlu şekil oluşmaktadır.
5-BİYOFİLM YAPISINDAN KOPMA VE AYRILMALAR
Biyofilm yapısı içerisindeki hücreler, mikro kanallardan dolayı besin ve oksijen gereksinimi duymaktadırlar. Fakat bu yapı içerisindeki hücre yoğunluğunun doygunluğa ulaşmasının ardından, besin ve oksijen bazı hücrelere ulaşamamaya başlamaktadır. Bu doygunluk durumu ‘Quorum-sensing’ yani ‘yeter sayıyı algılama’ mekanizması tarafından hücrelerin salgıladığı sinyal molekülleri ya da peptit türevi maddeler tarafından algılanmaktadır. Biyofilm hücrelerinden bir kısmı yapıdan ayrılarak serbest duruma (planktonik faza) geçmekte veya yapıdan ayrılarak yakın yüzeylere tekrar tutunup biyofilm oluşturmaktadır.
Bakteriler arası iletişim ve Biyofilm
Bazı bakteriler biyofilm oluşturmak için yüksek eğilime sahiptir. Bu bakterilerden bazıları: Pseudomonas, Enterobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Staphylococcus ve Bacillus’dur.
Bir bakteri hücresinin canlılığını sürdürebilmesi ve patogenezi açısından, çevreden gelen uyarıları algılayarak bu uyarılara yanıt vermesi ve oluşan bu yeni çevre koşullarına uyum sağlaması gerekmektedir. Besin kaynağı ve miktarı, popülasyon yoğunluğu, ozmolarite, pH dengesi gibi çevresel faktörlerde değişiklik meydana geldiği zaman bakteri bu değişime adapte olabilmek için metabolizmasında bazı düzenlemeler yapmaktadır. “Minimum varlık birimi algılama” olarak belirtilen, bakteri hücresinin etrafındaki popülasyon yoğunluğunun saptamasına yarayan QS sistemi (Quorum sensing), bu süreçte oldukça önemli bir rol oynayan sistemdir. QS sistemi sayesinde, bakteri değişen besin kaynaklarına uyum sağlamakta olup aynı besin için yarışan diğer bir bakteriyle rekabet edebilmekte ve enfeksiyon sırasında çeşitli virülans faktörlerinin regülasyonunu düzenleyerek konak immün yanıtından kaçabilmektedir. QS sisteminde yer alan sinyal molekülleri bakterinin bir noktada toplanması sağlayabilmektedir bu sayede biyofilm yapısının da temeli oluşmaktadır. Sinyal molekülleri, bakteri tarafından normal koşullarda ve bazal seviyede üretilmektedir. Ortamdaki bakteri sayısının artması durumunda sinyal molekülleri de belli bir eşik değere ulaşmakta olup sinyal molekülünün kendisinin ve bu molekül aracılığıyla kontrol edilen virülans faktörlerinin üretiminde bir artış gözlenmektedir. Üretildikleri hücrenin metabolizması üzerinde düzenleyici etki göstermeleri nedeniyle bu sinyal molekülleri “Otoindükleyiciler” olarak tanımlanmaktadır. QS sinyal moleküllerinin farklı bakteri türlerinde bulunan birçok farklı sınıfı tanımlanmış olup Açil Homoserin Lakton (AHL) sınıfı sinyal molekülleri Gram negatif bakterilerde, otoindükleyici peptidler Gram pozitif bakterilerde ve otoindükleyici-2 olarak bilinen moleküller hem gram negatif hem Gram pozitif bakterilerde en çok araştırılan sinyal molekülleri arasında yer almaktadırlar. Farklı yapıdaki QS sinyal moleküllerinin oluşturduğu yanıtlar farklı olabildiği için sinyal moleküllerindeki bu çeşitlilik, aynı ya da farklı türden mikroorganizmalar arası iletişim açısından önem taşımaktadır. QS sinyal molekülleri aracılığıyla farklı türden mikroorganizmalar arasında pozitif veya negatif yönde etkileşimler gerçekleşebilmektedir. Sinyal molekülleri aracılığıyla gerçekleşen bu tür çapraz etkileşimlerde, mikroorganizmaların biyofilm oluşumu başta olmak üzere farklı virülans faktörleri üzerinde de etkili olduğu ileri sürülmektedir.
Kronik yaralarda bakteriyel biyofilm
Nüfusun bir ile iki arasında kronik bir yara olduğu ve batı dünyasında toplam sağlık maliyetinin %4’ünün yara bakımında kullanıldığı tahmin edilmektedir.
Her kronik yara akut bir yara olarak başlar. Çoğu akut yaralar, iyi tanınmamış olsa da, iyi kabul edilen evreler yoluyla olaysız iyileşir. Bunlarİltihaplanma,Çoğalma ve yenidenşekillendirme. Aksi takdirde sağlıklı bir insanda kronik bir yara oluşması pek olası değildir
Biyofilm direnci
Antibiyotik direnci, enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde karşılaşılan en önemli sorunlardan birisi olup, artan direnç oranlarına kıyasla geliştirilen yeni bileşik sayısı oldukça azdır. Planktonik hâldeki bakterilerin antibiyotik direncinin yanı sıra hem konak immün sistemi hem de antimikrobiyal ajanlar açısından önemli bir bariyer olan biyofilm yapısının neden olduğu direnç, biyofilm enfeksiyonlarında tedaviyi daha da zorlaştırmaktadır. Yapılan araştırmalarla, biyofilmde yer alan mikroorganizmaların planktonik formalarına kıyasla antibiyotiklere 1000 kat daha dirençli olduğu gözlenmiştir.
Aminoglikozitler, florokinolonlar ve beta-laktamlar gibi antibiyotikler düşük oksijen gerginliği altında iyi çalışmaz ve bu nedenle biyofilmin sadece dış büyüyen kısmını öldürür.
(Şekil A).
Bu iki ilacın bir kombinasyonu sinerjik bir etkiye sahip olacaktır bu yüzden Kolistin ve tobramisin ile kombine edildiğinde benzer bir etki görülür. (Şekil B).
Aminoglikozitler, florokinolonlar ve kolistin kombinasyon terapisinin öldürücü etkisi, ancak bakterilerin küçük bir kısmı muhtemelen kalıcı varlığı nedeniyle her zaman hayatta kaldığı için tam değildir.
Kalıcı bakteriler, biyofilmlerin antibiyotik tedavisinden sağ kalan küçük bir bakteri alt popülasyonunu (%0.1) temsil eden, büyümeyen, uykuda, çoklu ilaç toleransı olarak tanımlanan düzenli hücrelerin fenotipik varyantlarıdır.
Biyofilme karşı ne yapılabilir?
Biyofilm oluşumunun kontrolü ve engellenmesinde ilk aşama biyofilm oluşmadan gerekli tedbirlerin alınmasıdır. İşletmelerde, belirli aralıklarda işletmeye uygun ve etkili bir temizlik işlemiyle mikroorganizmaların tutunabileceği organik maddeler uzaklaştırılmalı ve bunu etkili bir dezenfeksiyon uygulaması izlemelidir. Gıda işletmelerinin büyük bir kısmında temizlik sırasında biyofilmin uzaklaştırılması için yüzeye mekanik kuvvet uygulanmaktadır. Mekanik işlemler sırasında yer alan otomatik fırça veya yüksek basınçla temizlik yapılması önerilir.
YARDIMCI KAYNAKLAR VE REFERANSLAR
https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/437122
https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/680269
https://jag.journalagent.com/tmcd/pdfs/TMCD_48_1_1_13.pdf
https://acikders.ankara.edu.tr/mod/resource/view.php?id=34143
https://www.jove.com/t/2481?language=Turkish
http://www.mikrobiyoloji.org/TR/Genel/DosyaGoster.aspx?DIL=1&BELGEANAH=4151&DOSYAISIM=702160101.pdf
https://www.diatek.com.tr/Makale-Yontem/Mikrobiyolojik-Analiz/Biyofilm-Nedir_3317.htm
En İyi Battle Royale Oyunları
Bitcoin Nasıl Alınır?
Balans Fx Hakkında
Ales Kursu Nedir Önemi?
