Biyofilm

Salmonella Kontaminasyonunda
Biyofilmin Önemi
Prof. Dr. Hakan YARDIMCI
Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi
Mikrobiyoloji Anabilim Dalı
Salmonella
Enterobacteriaceae familyası
Gram negatif,
Kısa ve küçük çomaklar , 0.7-1.5-×2.0-5.0µm
Sporsuz ve kapsülsüz
S. Pullorum ve S. Gallinarum hariç hareketli
Fakültatif anaerobik
37ºC’de 24-48 saatte, küçük, yuvarlak, S tipi koloniler
Hareketsiz Salmonella’lar S. Pullorum ve S.
Gallinarum
Yeryüzünde 2500 den fazla serotipi saptanmıştır.
Son sınıflandırmaya göre iki tür bulunmaktadır. Bunlar;
S.cholerae suis ve S. enterica’dır. Günümüzde bir çok
patojeni içeren S. enterica türü aşağıda belirtilen yedi
alt gruba ayrılmaktadır.
1- S. enterica subsp. enterica (I)
2- S. enterica subsp. salamae (II)
3- S. enterica subsp. arizonae (IIIa)
4- S. enterica subsp. diarizonae (III-b)
5- S. enterica subsp. houtenae (IV)
6- Salmonella bongori(V)
• S. enterica subsp. enterica serovar Dublin (S. Dublin)
• S.enterica subs. enterica serovar Typhimurium (S.
Typhimurium)
7- S. enterica subsp. indica (VI)
Kümeslerde bulunan su kaynakları genellikle doğal su
kaynaklarından elde edilmektedir.
Bu nedenle mutlaka kimyasallar ile muamele edilmesi,
filtrasyon ya da geriye osmoz ile Salmonella’lardan
tamamen arındırılmış olması gerekmektedir.
Ayrıca, suyun bu özelliklerinin yanı sıra nipel suluklar
vasıtasıyla
da
Salmonella
kontaminasyonunun
engellenmesine yardımcı olması sağlanmalıdır.
İçme suyu sistemleri potansiyel birer biyofilm oluşum
kaynağıdır ve bu nedenle bu sistemlerin düzenli olarak
hijyen ve sanitasyon koşullarına uygunluğu için yapılan
çalışmalar oldukça önem taşımaktadır.
Biyofilm Nedir?
 Biyofilm, canlı veya cansız bir yüzeye yapışarak kendi
ürettikleri polisakkarid bir matriks içine gömülü halde
yaşayan mikroorganizmaların oluşturduğu topluluktur.
Biyofilm Nedir?
 Değişik mikrobial türlerin, kendilerini çevresel etkenlerden
korumak ve besin kaynağını daha verimli kullanmak için
oluşturdukları mikro-ekosistem olarak da tanımlanabilir
Biyofilmler
Images: ceae.colorado.edu/ ~silverst/cven5534/; www.micrylium.com/ files_tech/know2.htm
I can’t go with the
flow anymore
I’m thinking of
joining a biofilm
Şehir Şebekesi Su Borularında
Biyofilm Oluşumu
Biyofilm Nedir?
 Günümüze kadar biyofilm bir çok kaynak tarafından farklı
şekillerde tanımlanmıştır
 17. YY’da Leewenhoek’in dişinden almış olduğu örnekte
plaklar içinde yaşayan mikroorganizmalardan bahsetmesinden
sonra, uzun süre biyofilmin varlığından bahsedilmemiştir
Biyofilm Nedir?
 İlk olarak 1976 yılında Marshal, biyofilmin çok ince bir
ekstrasellüler polimer fibril olduğunu ve bakterinin yüzeye
tutunmasında önemli olduğunu bildirmiştir.
Gıda endüstrisinde en yaygın olarak Pseudomonas ve
Staphylococcus türleri biyofilm oluşturmaktadır.
Et yüzeylerine bağlanabilen bakteriler arasında ise L.
monocytogenes, Micrococcus spp., Staphylococcus spp.,
Clostridium spp., Bacillus spp., Lactobacillus spp.,
Brochothrix thermosphacta, Salmonella spp., E. coli,
Serratia spp., Pseudomonas spp. ve Acinetobacter spp.
sayılabilir .
Salmonella infantis, Salmonella Paratyphi var B Java,
Salmonella Typhimurium, Salmonella Enteritidis,
Biyofilm Nerelerde Oluşur?
 Biyofilm tabakasına su ile temas eden tüm yüzeylerde,
örneğin; endüstriyel veya evsel su sistemlerinde, su ileten
borularda, su arıtma, depolama, işleme ve dağıtım tesislerinde,
soğutma kulelerinde, kağıt makinelerinde ve diş ünitelerinde
rastlanabilir.
 Hayvancılık işletmelerinde, özellikle yetiştirme üretim ve ürün
işleme ünitelerinde, suyun geçtiği hemen her yerde biyofilm
oluşma riski vardır.
 Kümes ve kuluçkahanelerde havalandırma gereçleri,
soğutucular, suluklar, su boruları, su depoları ve su- hava
teması olan her yerde biyofilm oluşmaktadır.
Biyofilm Nerelerde Oluşur?
 Bu ortamlarda biyofilm tabakası, bakterileri başta klor olmak
üzere dezenfektanlardan, besinsizlikten, kuraklıktan, pH
dalgalanmalarından ve toksinlerden korur.
 Bu cansız yüzeylerin yanı sıra biyofilm canlı organizmada da
çeşitli koşullarda, çeşitli dokularda oluşmaktadır.
Biyofilm Nerelerde Oluşur?
 Biyofilmler insan vücudunda kateterler, kontakt lens, protez,
kalp kapakçıkları ve kalp pilleri, rahim içi araç, böbrek taşı,
akciğer dokusu gibi canlı ve cansız birçok yüzeyde bulunabilir.
Biyofilm Nerelerde Oluşur?
 Biyofilmler özellikle immün sistemi baskılanmış hastalarda ve
kalıcı tıbbi araç veya kateteri olan hastalarda ciddi
infeksiyonlara yol açabilmektedir.
 Nazokomiyal infeksiyonların yaklaşık %65’inden
mikroorganizmaların oluşturduğu biyofilmlerin sorumlu
olduğu bildirilmektedir.
Mikroorganizmalar Neden Biyofilm
Oluşturur?
1-Savunma:
 Strese cevap olarak gelişir.
 Biyofilme sahip organizmalar, besin yoksunluğu, pH
değişiklikleri, oksijen radikalleri, dezenfektanlar, fagositoz ve
antibiyotiklere karşı planktonik (serbest haldeki) hücrelerden
daha dirençlidir.
Mikroorganizmalar Neden Biyofilm
Oluşturur?
 Biyofilmin büyük bir bölümünü oluşturan exopolisakkaritler
(EPS) savunmada önemli rol oynayan moleküllerdir
 Ekzopolisakkaritler bulunduğu bakteriyi yangı hücrelerinin
fagositozundan korurlar
 Antibiyotik etkisinden bakteriyi korurlar
 Çevreden almış olduğu sinyaller sonucunda tehlikede olduğunu
algılayan bakteri mevcut genler ile biyofilm oluşturarak kendini
koruma altına almaktadır
Mikroorganizmalar Neden Biyofilm
Oluşturur?
2- Adhezyon ve Kolonizasyon:
 İnsan ve hayvanlar, mikroorganizmaları süreğen bir şekilde
vücutlarında bulundururlar (=flora)
 İmmün sistem ile bakteri arasında vücudu istila etmesine karşı
amansız bir yarış vardır. Bazı durumlarda uzlaşma olarak belli
bögelerde büyük miktarlarda komensal bakterilerin
yaşamasına müsade edilmektedir ve bu bakterilerin çoğu
biyofilm oluşturmaktadırlar.
Mikroorganizmalar Neden Biyofilm
Oluşturur?
 Vücut, bilindiği gibi bakterilerin yaşaması için çekici bir ortam
olup, bakterinin bu bölgede biyofilm oluşturarak yaşamasında
primer bir motivasyon oluşturmaktadır.
Mikroorganizmalar Neden Biyofilm
Oluşturur?
3- Yaşanabilir çevre geliştirme:
 Özellikle ortamdaki glukozun bakteri tarafından kullanılabilir
olmasının bakterilerin EPS ekspresyonu ve biyofilm
oluşturmalarını belirgin bir şekilde arttırdığı gösterilmiştir.
 Karbon katabolitleri, konakçıya yapışmış bakterinin gen
regülasyonunu indükleyerek biyofilm oluşumunda kritik rol
oynar
Biyofilmin Yapısı ve Oluşumu:
 Üç boyutlu perspektiften bakıldığında biofilm, bakterinin
yüzeyinde düzensiz bir şekilde dağılmış polisakkarit
tabiatındaki bir matrikstir.
Biyofilmin Yapısı ve Oluşumu:
 Bir biyofilmin oluşması için gerekli olan ortak bileşenler
mikroorganizma, glikokaliks ve yüzeydir.
 Bu bileşenlerden biri olmadığı takdirde biyofilm oluşmaz
 Bir biyofilmin yapısı %97 su olmak üzere %2-5
mikroorganizma, %1-2 polisakkarid, %1-2 protein, %1-2
DNA ve iyonlardan oluşmaktadır.
Biyofilmin Yapısı ve Oluşumu:
 Biyofilmler bir mikroorganizma türü tarafından
oluşturulabildiği gibi birden fazla türü de yapısında
barındırabilir
 Farklı türlerde oluşan biyofilmlerde her tür kendi
mikrokolonisini oluşturur
 Bu mikrokoloniler birbirlerinden su kanalları aracılığıyla
ayrılmıştır.
 Bu su kanalları içinde devam eden su akışı besin maddelerinin
ve oksijenin difüzyonunu sağlar.
Biyofilmin Yapısı:
Biyofilmin Yapısı ve Oluşumu:
 Sistemin yapısına, mikroorganizmanın türüne ve çevresel
faktörlere bağlı olarak olgun bir biyofilmin oluşması birkaç
saat ile birkaç hafta arasında zaman alır.
Biyofilmin Oluşum Basamakları:
1. Mikroorganizmanın yüzeye tutunması:
 Yüzeye organik ve/veya inorganik maddelerin yapışmasını
takiben mikroorganizmalar bu yüzeye geri dönüşür özellikte
tutunur.
 Bakterinin hareketi veya bakteri yüzeyi ile tutunulan yüzey
arasındaki elektrostatik veya fiziksel etkileşimler bu evrede rol
oynamaktadır.
Biyofilmin Oluşum Basamakları:
2. Geri dönüşümsüz tutunma:
 Yüzeye tutunan hücreler, bakteri hücre zarındaki proteinlerin
uyarımı sonucunda ekzopolisakkarid yapıda materyal
sentezlemeye başlar ve bu da hücrelerin birbirine ve yüzeye
tutunmasını sağlar.
 P. aeruginosa biyofilmlerinde bu materyal aljinat yapıdadır.
 Ekzopolisakkarid aynı zamanda bakterinin olumsuz çevre
koşullarından korunmasını da sağlamaktadır.
Biyofilmin Oluşum Basamakları:
3. Kolonizasyon:
 Yüzeye tutunan bakteriler bölünüp çoğalarak biyofilmin en
küçük organizasyon birimi olan mikrokolonileri oluşturur.
 Bu mikrokolonilerin üzerine ortamdaki planktonik bakteriler
de yapışarak kolonizasyon sağlanır.
Biyofilmin Oluşum Basamakları:
4. Kopma:
 Biyofilmin üst kısımlarından kopan hücreler yeni odaklarda
biyofilm oluşturabilir.
 Biyofilm oluştuktan sonra bakteride genetik düzenlenme
sonrasında hareketi sağlayacak olan flagella sentezlenir, üst
tabakadan kopmalar gerçekleşir ve kopan planktonik hücreler
yeni biyofilm odaklarını oluşturmak üzere ayrılır.
 Bu süreç bir dengeye oturunca süreklileşir
Biyofilmin Oluşum Basamakları:
Biyofilm Oluşumunda Bakteriler Arası
Haberleşme “Quorum Sensing”
 Bakteri biyofilm oluşumunu hücreden hücreye yollanan
iletişim sinyalleri aracılığıyla kontrol etmektedir.
 Bu sinyal sistemi “quorum sensing” olarak adlandırılmaktadır
 Bir bakteri patogenezi için çevreye uyum sağlar ve çevreden
gelen uyarıları algılayarak yanıt geliştirir.
 Çevredeki bir koşul değişikliğinde metabolizmasında
değişiklikler yaparak adapte olmaya çalışır.
Quorum Sensing:
 Doğal ortamda mikroorganizmalar çevresel uyarılara bağlı
olarak planktonik veya bir yüzeye tutunmuş durağan fazda
bulunur.
 Durağan faza geçiş genellikle besin kaynaklarındaki bir
yetersizliğe bağlı olarak gelişir ve hücreler kendilerini
biyofilm içinde korumaya alır.
Quorum Sensing:
 “Quorum sensing” sisteminin bakteriye getirdiği pek çok
avantaj vardır. Bu sistem sayesinde bakteri davranışlarını
koordine ederek, besin kaynaklarına adaptasyon geliştirir
 Aynı besin için yarışan diğer bakterilere karşı savaşabilir.
 En önemlisi, infeksiyon sırasında virülans faktörlerinin
regülasyonu sonucu konakta immün yanıttan kaçabilir.
Quorum Sensing:
“Quorum sensing” sistemi içinde en önemli rolü sinyal
molekülleri üstlenir
 Bu moleküllere aynı zamanda “autoinducer”da denilmektedir
 Aynı tür veya farklı türler arasında sinyal molekülleri ile
etkileşim olabildiği gibi farklı cinsler arasında da pozitif veya
negatif yönde etkileşim olduğu gözlenmiştir
Quorum Sensing:
 Farklı gram-negatif bakterilerin aynı aileye ait sinyal
molekülleri sentezlediği bilinmektedir
 Bunun bir göstergesi de kistik fibrozisli hastaların
akciğerlerinde infeksiyona yol açan ciddi mortalite
nedenlerinden olan P. Aeruginosa ve Burkholderia
cepacia’nın aynı sinyal moleküllerinin kullanıldığı “quorum
sensing” sistemine sahip olmaları nedeniyle birbirlerinin
virülans faktörlerinin sentezine yardımcı olmasıdır
Quorum Sensing:
 Son yıllarda bazı ökaryot ve prokaryot hücreler tarafından
salınan ve hücreler arası sinyal iletimini sağlayarak bakterinin
gen ekspresyonunu düzenleyen moleküller (acylated
homoserine lactonase-AHL, vs.) aracılığı ile biyofilm
yapımının düzenlenebileceğinin gösterilmesi biyofilmin
patojenite ve çevreye adaptasyonda önemini çok arttırmıştır
Biyofilm formasyonu ve Salmonella
persistensi
Salmonella klonları birçok yerde yıllarca
varlıklarını sürdürebilirler
Aşağıdaki koşullara dirençleri kalıcılıklarını
etkiler
ısı
dezenfeksiyon
kuru koşullar
Salmonella da biyofilm oluşumu
İnorganik yüzeyler
Sıvı-hava arayüzeyi
(pellikül)
Organik yüzey
Yakından Görünüm
Büyüteç Altında Görünüm
Stereo Elektron Mikroskop
Salmonella biyofilm üretimi
3.0
OD595 de
Saptanan
Biyofilm
Miktarı
2.0
1.0
LB broth wo/salt
LB broth
0.0
20°C
28°C
37°C
Farklı Yüzeylerde Oda Sıcaklığında Biyofilm Oluşumu
Cam
Çelik
Polystyrene
Agona
Biyofilm
-
Biyofilm
-
Biyofilm
Biyofilm
Typhimurium
Biyofilm
-
Biyofilm
-
Biyofilm
Biyofilm
Typhimurium
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
-
Biyofilm
Biyofilm
Typhimurium
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
-
Biyofilm
Biyofilm
Typhimurium
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
-
Biyofilm
Biyofilm
Typhimurium
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
-
Biyofilm
-
Typhimurium
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
-
Typhimurium
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
-
Typhimurium
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Senftenberg
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Senftenberg
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Senftenberg
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Agona
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Agona
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Agona
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Agona
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Agona
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Agona
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Biyofilm
Serovar
Polyethylene
Agar
Sıvı-Hava
Oda sıcaklığında biyofilm oluşturma yeteneği ve
persistens arasındaki korelasyon
48 saatte
biyofilm
oluşturm
a miktarı
Persiste
suşlar
persiste olmayan
suşlar
Oda sıcaklığında biyofilm
oluşturma yeteneği ve persistens
arasındaki korelasyon
% pelliküllü izolatlar
100
80
60
40
Pesistent
Presumed non-persistent
20
0
1
2
3
Günler
4
5
6
Biyofilm Oluşumunda Uzun Dönem
Persistensliği
Lg cfu
10
8
6
4
2
4 ay sonra
kuruma
ve gıda
tüketimi
Biyofilm Direnci:
 Biyofilm içinde mikroorganizmaları barındıran korunaklı bir
yapıdır
 Biyofilmde yer alan mikroorganizmalar antimikrobiyal
ajanlara, planktonik şekillerine göre 200-500 kat daha
dirençlidir.
Biyofilm Direnci:
 Biyofilmlerin antimikrobiyal ajanlara karşı dirençlerinde,
bilinen direnç mekanizmaları primer sorumlu faktörler olarak
gözükmemektedir
 Herhangi bir şekilde antimikrobiyal ajanlara dirençli olmayan
bir mikroorganizma biyofilm oluşturunca dirençli hale,
biyofilmden ayrıldığında ise tekrar duyarlı hale
dönüşebilmektedir
Biyofilm Direnci:
 Biyofilm ortamı sadece antibiyotiklere karşı değil,
dezenfektanlara karşı da direnç gelişmesinde rol oynamaktadır.
 Biyofilm tabakası içindeki bakteriler sıvı ortamda serbest
üreyen bakterilere göre dezenfektanlara 10-100 kat daha
dirençlidir.
 Bu yolla oluşan direncin mekanizması tam olarak açıklığa
kavuşmamakla birlikte; glikokaliks bileşimi, hücre dışı
enzimler, besin sınırlaması, dezenfektanın hücrelere
ulaşmasında zorluk gibi çeşitli faktörlerin ilişkili olduğu
varsayılmaktadır.
Su Borusu Valfinde Biyofilm Oluşumu
Dezenfektan Uygulaması Sonrası
Biyofilm Direnci:
 Bakteriler biyofilm tabakasından uzaklaştırılıp sıvı kültür
ortamlarında serbestçe üretilirse, dirençli oldukları
dezenfektanlara tekrar duyarlı hale gelirler.
 Biyofilm üreten bakteriler antiseptik solüsyonlar içinde uzun
süre canlı kalabilmektedir.
 Dezenfektanlara dirençli biyofilm üreten suşların yol açtığı
salgınlar bildirilmiştir.
Biyofilm Direnci:
 Biyofilm direnci gerçekte multifaktöriyel bir olaydır.
 Direnç nedenleriyle ilgili sebepler arasında: antimikrobiyal
ajanların biyofilm içine düşük penetrasyonları, mikroçevre
değişikliği ve biyofilme özgü dirençli bir fenotip
oluşumudur
Biyofilm Direncinin Nedenleri:
Biyofilm içine düşük penetrasyon:
 Biyofilm fiziksel bir bariyer olarak antibiyotik ve
dezenfektanların mikroorganizma hücresine ulaşmasını
engelleyebilir.
 Biyofilm içindeki ozmotik çevre değişikleri ozmotik bir strese
yol açıp bakterideki porin yapısında veya miktarında
değişikliklere neden olabilir.
 Bu durum da özellikle beta-laktam antibiyotiklerin hücre içine
girişini kısıtlayabilir
Biyofilm Direncinin Nedenleri:
 Genel stres yanıtı bakteride “Q faktör” olarak bilinen RpoS
geninin ekspresyonuna yol açıp bir ozmotik koruyucu olarak
fonksiyon gören trehalozun aşırı sentezlenmesine ve
biyofilmin kalınlaşmasına neden olur.
 Düşük penetrasyon olayı antibiyotiğin enzimatik
inaktivasyonu ile birlikte olduğunda ortaya çıkan direnç daha
belirgin hale gelmektedir.
Biyofilm Direncinin Nedenleri:
Biyofilmi oluşturan mikroçevrede değişiklik:
 Biyofilmi oluşturan bakterilerin biyofilm içindeki yoğunluğu
besin maddeleri ve oksijen konsantrasyonuna göre değişkenlik
göstermektedir.
 Biyofilmin en dış kısımlarında lokalize olan bakteriler besin
maddelerine ve oksijene derinlerde olanlara göre daha rahat
ulaşabilmektedir. Bu durum da bakteri popülasyonu içinde bir
heterojenliğe yol açmaktadır.
Biyofilm Direncinin Nedenleri:
 Antimikrobiyal ajanlar metabolik olarak aktif hücreleri primer
olarak hedeflediklerinden, biyofilm içindeki bu heterojenlik
antibiyotik duyarlılığında farklılıklara yol açmaktadır
 Düşük üreme hızı özellikle olgun biyofilmlerde izlenmektedir.
Sınırlı besin miktarları nedeniyle biyofilmlerin yavaş üreme
hızına sahip olmaları direncin bir diğer nedeni olarak ileri
sürülmektedir.
Biyofilm Direnci:
 Biyofilm içindeki oksijen yoğunluğu direnci etkileyen bir
diğer faktördür.
 Oksijenin biyofilmin yüzey katmanlarında tüketildiği ve dip
kısımlarda anaerobik ortamın oluştuğu bilinmektedir.
 Bu nedenle bazı antibiyotiklerin, örneğin; aminoglikozidlerin
etkinliği azalmakta ve direnç gelişebilmektedir.
 Direnci etkileyen diğer bir faktör asidik atık maddelerden
dolayı pH’nın değişmesi ve bu değişimin bazı antibiyotikler
üzerine antagonistik etki yapmasıdır.
Biyofilm Direncinin Nedenleri:
Biyofilm fenotipi varyantlarının oluşumu:
 Bakteriler bir yüzeye tutunmayı takiben çeşitli fizyolojik,
metabolik ve fenotipik değişikliklere uğrar.
 Biyofilmi oluşturan hücrelerin önemli bir kısmının antibiyotik
etkisi ile ortadan kalktığı, küçük bir kısmının ise canlılığını
sürdürdüğü bilinmektedir.
 Antibiyotik dirençli bu fenotip varyantlar biyofilm oluşturma
yetenekleri ile dirençli biyofilmlerin oluşumunu sağlamaktadır
Biyofilm Direnci:
 Biyofilm direncini etkileyen tüm bu faktörler göz önüne
alındığında, biyofilmi oluşturan bakteri türü ve kullanılan
antimikrobiyal
ajana
bağlı
olarak
farklı
direnç
mekanizmalarının etkili olabileceği ve bu direncin
multifaktöriyel olduğu görülmektedir
Biyofilm Direnci:
 Biyofilm hücrelerinin kendi aralarındaki etkileşimleri
sonucunda genetik yapılarında değişiklikler gözükmektedir ve
biyofilmler ekstrakromozomal DNA değişimleri için ideal
ortamlar oluşturur
 Direnç plazmidlerinin aktarılması sayesinde genetik yapısı
değişen hücreler antimikrobiyal ajanlara karşı daha fazla
direnç geliştirmiş olur.
(1)Antimikrobiyel ajanlar biyofilmin dış yüzey tabakasına penetre olamayabilirler. Biyofilmin en
dış tabakası etkinin bakteriye ulaşmasını engeller. Antimikrobiyel ajan faaliyeti atık birikimi
veya değiştirilmiş çevre alanlarında bozulabilir. (2) Antimikrobiyel ajanlar biyofilm
matriksindeki enzimler tarafından tuzağa düşürülür ve imha edilirler. (3) Biyofilm içinde
değiştirilmiş gelişme oranı. Antimikrobiyel ajanlar gelişmeyen mikroorganizmalara (persiste
hücreler) karşı aktif olmayabilirler. (4) Biyofilm-spesifik direnç genlerinin ekspresyonu (Örn.
Efflux pompaları).
(5) Düşman çevre koşullarına stres tepkisi (Örn. Antimikrobiyel ajanları parçalayan enzimlerin
Biyofilm İnfeksiyonları:
 Biyofilm infeksiyonları ilk dönemde genellikle
asemptomatiktir.
 Konakçı direnci düştüğünde biyofilmden periyodik olarak
kopup ayrılan planktonik (serbest formda)
mikroorganizmalar akut infeksiyona yol açabilir
 Antibiyotiğin koruyucu dozları bu mikroorganizmaları kontrol
ettiği halde biyofilmi etkilemez
Biyofilmin önemi:
 Mikroorganizmaların bir kısmı milyonlarca yıldır bu evrende
fenotipik özelliği olarak biyofilm oluşturup kolonizasyonu
sağlayarak birçok zararlı dış etmenlerden korunurken, bizler
böyle bir yapının varlığını ve patojenite için öneminin ancak
birkaç on yıldır farkındayız.
 Günümüzde de giderek gelişen tıbbi teknoloji sayesinde
yapılan proteom ve genom çalışmaları biyofilmin önemini
giderek arttırmakta ve daha önce hipotez şeklinde olan bazı
kavramlar artık bilimsel temellere oturtulmaktadır.
Biyofilmin önemi:
 Biyofilmlere klinik açıdan bakıldığında özellikle kalıcı tıbbi
araçların varlığında ve immün sistemi baskılanmış hastalarda
gelişen infeksiyonlarda önemli rolleri olduğu, tedavi
maliyetleri ve mortalitelerinin yüksek olduğu görülmektedir.
 Diğer yandan biyofilm fenotipinin özellikle antibiyotik direnci
açısından planktonik fenotipten çok farklı olması, hem
mikrobiyologlar hem de tedaviyi uygulayan klinisyenler
açısından ciddi bir problem oluşturmaktadır
Biyofilm oluşumunu engelleme
yöntemleri
 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.
 İşletmelerinin büyük bir kısmında, temizlik sırasında biyofilmin
uzaklaştırılması için yüzeye mekanik kuvvet uygulanmaktadır.
Mekanik işlemler arasında yer alan otomatik fırça veya yüksek
basınçla temizlik yapılması, jel temizleyiciler veya düşük
basınçla yapılan temizlikten daha etkilidir.
Biyofilm oluşumunu engellemede
kullanılan diğer yöntemler
Elektriksel alanlar,
Katalize modifiye yüzeyler,
Ultrason,
Enzimler,
Amonyak ve formaldehit,
Deterjan maddeleri,
Yüksek basınçlı temizleme sistemleri
Sonuç
 Biyofilmin yapısının ve oluş mekanizmalarının daha iyi
anlaşılması muhtemelen mikroorganizmaların potansiyel
tedavi hedeflerini de ortaya çıkartacaktır.
 Biyofilm oluşumu mikroorganizmaların çok iyi organize
edilmiş bir gelişim prosesi sonucu oluşturdukları kompleks
organizma toplulukları olarak görülebilir.
 Biyofilmlerin oluşumunda çoğu mikroorganizma için genel
mekanizma aynı olsa da, türlere spesifik davranışlar her bir
mikroorganizmanın kendine özel değerlendirilmesi gerektiğini
de vurgulamaktadır. Saf kültürlerin yan ısıra, biyofilm
oluşumu farklı birçok türün kombinasyonlarından da
kaynaklanabileceği için bunlar arasındaki ilişkilerin iyi
anlaşılması da şarttır.
Kaynaklar
 EFSA, Scientific Opinion on a quantitative estimation of the public health impact of
setting a new target for the reduction of Salmonella in broilers. EFSA
Journal;9(7):2106, 2011
 Esenkaya Taşbent, F (2013):Biyofilm İnfeksiyonları. Seminer.
http://xa.yimg.com/kq/groups/14911969/.../BİOFİLM+SEMİNER.ppt. Erişim tarihi
4.2.2013.
 Giaouris, E, et al., Attachment and Biofilm Formation by Salmonella in Food
Processing Environments. Salmonella – A Dangerous Foodborne Pathogen, Edited
by Dr. Dr. Barakat S M Mahmoud, ISBN 978-953-307-782-6, 2012
 Gün,İ., Ekinci, F.Y, Biyofilmler: Yüzeylerdeki Mikrobiyal Yaşam. GIDA 34 (3):
165-173, 2009.
 Tammakritsada,M, Todhanakasem, T, Isolation of Salmonella from Natural
Sources Representing High Potential for Biofilm Formations. AU J.T. 15(4): 225232, 2012.
 Wong, S.H., Comparative Evaluation of Planktonic and Biofilm Modes of Growth
in Salmonella Typhimurium. Doktora Tezi, School of Veterinary and Biomedical
Science Murdoch University Perth, Western Australia, 2011.
TEŞEKKÜR EDERİM
[email protected]