Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?

GÜLTEKİN, ERDOĞAN; GÜMÜŞ, ABDULLAH; ÇİFTÇİ, Zafer; Deniz, Mahmut; EREN TOPKAYA, AYNUR; GÜNEŞ, Hayati

Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?

Zafer ÇİFTÇİ, (Namık Kemal Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Kulak Burun Boğaz Anabilim Dalı, Tekirdağ, Türkiye)

Mahmut DENİZ, (Namık Kemal Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Kulak Burun Boğaz Anabilim Dalı, Tekirdağ, Türkiye)

Hayati GÜNEŞ, (Namık Kemal Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyokimya Anabilim Dalı, Tekirdağ, Türkiye)

Abdullah GÜMÜŞ, (Namık Kemal Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyokimya Anabilim Dalı, Tekirdağ, Türkiye)

Erdoğan GÜLTEKİN, (Namık Kemal Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Kulak Burun Boğaz Anabilim Dalı, Tekirdağ, Türkiye)

Aynur EREN TOPKAYA (Namık Kemal Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyokimya Anabilim Dalı, Tekirdağ, Türkiye)

Mikrobiyoloji Bülteni

1 0

Yıl: 2015 Cilt: 49 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 340 - 351 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?

Öz:

Timpanostomi tüpü konulduktan sonra gelişen otorelerden, en çok tüp yüzeyinde oluşan bakteriyel biyofi lm sorumlu tutulmaktadır. Bu durumun önlenebilmesi için çok değişik yöntemler denenmiş ve bu yöntemlerin bazılarıyla da değişen oranlarda başarı elde edilebilmiştir. Ancak yöntemlerin hiçbiri biyofi lm oluşumunu tamamen önleyememiştir. Son zamanlarda yapılan bazı çalışmalarda, Curcuma longa (zerdeçal)'nın fenolik formu olan kurkuminin Pseudomonas aeruginosa'nın virülans faktörlerini etkilediğine dikkat çekilmiştir. Bu çalışmanın amacı, kurkuminin, in vitro ortamda, silikon timpanostomi tüplerinin yüzeyinde P.aeruginosa biyofi lminin oluşumuna engel olup olmadığının araştırılmasıdır. Bu amaçla, azalan konsantrasyonlarda kurkumin içeren kuyucuklar içerisinde 48 saatlik bir inkübasyonu takiben, timpanostomi tüpleri yüzeyinde oluşan P.aeruginosa biyofi lminin kalitatif ve kantitatif analizleri yapılmıştır. Kalitatif analiz için, tüpler çevresel taramalı elektron mikroskobu ile incelenerek biyofi lm varlığı açısından değerlendirilmiştir. Kantitatif analiz için, öncelikle tüp yüzeyinde tutunmuş olan bakteriler vorteksleme ve sonikasyon işlemleri kullanılarak tüp yüzeylerinden ayrıştırılmış; elde edilen bakteri solüsyonlarının seri (10'un katları olacak şekilde) dilüsyonları yapılmıştır. Seri dilüsyonlardan kalibre özeler kullanılarak koyun kanlı agarlara sayım plağı şeklinde ekim yapılmış ve 24 saatlik inkübasyon sonrasında kültürler değerlendirilerek sayım sonuçları koloni oluşturan birim (CFU)/mL olarak kaydedilmiştir. Çevresel taramalı elektron mikroskobu görüntüleri 100 ?g/mL'lik kurkumin konsantrasyonun biyofi lm oluşumunu önleyebildiğini ortaya koymuştur. Daha düşük konsantrasyonlarda, kurkuminin biyofi lm oluşumunu azalttığı, ancak tamamen önleyemediği görülmüştür. Kantitatif analiz sonuçları da, kuyucuklardaki kurkumin konsantrasyonu azaldıkça, CFU/mL değerlerinde anlamlı bir artış olduğunu göstermiştir. 100 ?g/mL ve 12.5 ?g/mL gruplarındaki CFU/mL değerleri sırasıyla, 35 ± 7.07 ve 650 ± 494 olarak tespit edilmiştir. Kurkuminin in vitro ortamda, minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değerlerinden daha düşük konsantrasyonlarda timpanostomi tüplerinin yüzeyinde P.aeruginosa biyofi lminin oluşumunu engellediği saptanmıştır. Çalışmamızın bulguları, kurkuminin lokal olarak uygulanmasının, timpanostomi tüpü konulması sonrası süpüratif otitis media gelişimine engel olabileceğini, tüpün lümeninin açık kalmasını sağlayabileceğini ve tedavi başarısızlık oranlarını azaltabileceğini düşündürmektedir. Sonuç olarak, kurkuminin in vitro koşullarda saptadığımız P.aeruginosa'nın biyofi lm oluşumunu önleyici etkisinin in vivo çalışmalarla da desteklenmesi gerektiği kanısına varılmıştır

Anahtar Kelime:

Konular: Mikrobiyoloji

Can Curcumin Prevent the Formation of Pseudomonas aeruginosa Biofi lm on the Surface of Tympanostomy Tubes?

Öz:

Formation of bacterial biofi lm on the surface of tympanostomy tubes are held responsible in the pathogenesis of post-tympanostomy tube otorrhea. To prevent the formation of biofi lm, various methods were employed and varying degrees of success have been achieved. In some recent studies curcumin, which is the fenolic form of Curcuma longa (turmeric), has been pointed out to have inhibitory effects on virulence factors of Pseudomonas aeruginosa. The aim of this study was to investigate whether the administration of curcumin is able to prevent the formation of P.aeruginosa biofi lm on the surface of silicone tympanostomy tubes in vitro conditions. For this purpose, qualitative and quantitative analysis of P.aeruginosa biofi lm created on the surface of the tympanostomy tubes were performed following a period of 48 hours incubation in microplate wells that contained decreasing concentrations of curcumin. For qualitative analysis, specimens were evaluated with an environmental scanning electron microscope for the existence of biofi lm. For the quantitative analysis, bacteria attached to the tube surface was detached using a combination of vortexing and sonication. Following serial dilutions, the obtained solution was then inoculated on the sheep blood agar plates using calibrated loop, incubated for 24 hours and the colony forming unit (CFU) per mL were recorded. Environmental scanning electron microscope analysis revealed that 100 ?g/mL of curcumin could prevent formation of the biofi lm. Lower concentrations of curcumin could not prevent the biofi lm formation. Qualitative analysis also revealed that when the concentrations of curcumin in the wells were decreased, the number of CFU/mL was increased signifi cantly. Mean number of CFU in 100 ?g/mL and 12.5 ?g/mL groups were 35 ± 7.07 and 650 ± 494, respectively. Curcumin could prevent formation of P.aeruginosa biofi lm on the surface of tympanostomy tubes in vitro with concentrations lower than the MIC value. The results of the present study show that local administration of curcumin may prevent suppurative otitis media following tympanostomy tube insertion, keep the patency of the tube and decrease the rate of treatment failure. In vivo studies are needed to support the in vitro anti-biofi lm action of curcumin on tympanostomy tubes

Anahtar Kelime:

Konular: Mikrobiyoloji

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Bibliyografik

Van Cauwenberge P, Watelet JB, Dhooge I. Uncommon and unusual complications of otitis media with effusion. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 1999; 5(49 Suppl 1): S119-25.
Coates H. Post-tympanostomy tube otorrhea in children: a clinical overview. Ear Nose Throat J 2002; 81(8 Suppl 1): 3-5.
Fishman I, Sykes KJ, Horvat R, Selvarangan R, Newland J, Wei JL. Demographics and microbiology of otorrhea through patent tubes failing ototopical and/or oral antibiotic therapy. Otolaryngol Head Neck Surg 2011; 145(6): 1025-9.
Dohar J. Microbiology of otorrhea in children with tympanostomy tubes: implications for therapy. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2003; 67(12): 1317-23.
Hochman J, Blakley B, Abdoh A, Aleid H. Post-tympanostomy tube otorrhea: a meta-analysis. Otolaryngol Head Neck Surg 2006; 135(1): 8-11.
Oberman JP, Derkay CS. Posttympanostomy tube otorrhea. Am J Otolaryngol 2004; 25(2): 110-7.
Conley J, Olson ME, Cook LS, Ceri H, Phan V, Davies HD. Biofi lm formation by group a streptococci: is there a relationship with treatment failure? J Clin Microbiol 2003; 41(9): 4043-8.
Ciftci Z, Develioglu O, Arbak S, Ozdoganoglu T, Gultekin E. A new horizon in the treatment of biofi lm- associated tonsillitis. Ther Adv Respir Dis 2014; 8(3): 78-83.
Jang CH, Park H, Cho YB, Choi CH, Park IY. The use of piperacillin-tazobactam coated tympanostomy tubes against ciprofl oxacin-resistant Pseudomonas biofi lm formation: an in vitro study. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2009; 73(2): 295-9.
Jang CH, Cho YB, Choi CH. Structural features of tympanostomy tube biofi lm formation in ciprofl oxacin- resistant Pseudomonas otorrhea. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2007; 71(4): 591-5.
Gan CW, Chooi WH, Ng HC, Wong YS, Venkatraman SS, Lim LH. Development of a novel biodegradable drug-eluting ventilation tube for chronic otitis media with effusion. Laryngoscope 2013; 123(7): 1770-7.
Ojano-Dirain CP, Silva RC, Antonelli PJ. Biofi lm formation on coated silicone tympanostomy tubes. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2013; 77(2): 223-7.
Wang JC, Hamood AN, Saadeh C, Cunningham MJ, Yim MT, Cordero J. Strategies to prevent biofi lm-based tympanostomy tube infections. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2014; 78(9): 1433-8.
Gunes H, Gulen D, Mutlu R, Gumus A, Tas T, Eren Topkaya A. Antibacterial effects of curcumin: an in vitro minimum inhibitory concentration study. Toxicol Ind Health 2013 [Epub ahead of print] doi: 10.1177/0748233713498458.
Karaman M, Fırıncı F, Arıkan Ayyıldız Z, Bahar IH. Effects of imipenem, tobramycin and curcumin on biofi lm formation of Pseudomonas aeruginosa strains. Mikrobiyol Bul 2013; 47(1): 192-4.
Rudrappa T, Bais HP. Curcumin, a known phenolic from Curcuma longa, attenuates the virulence of Pseudomonas aeruginosa PAO1 in whole plant and animal pathogenicity models. J Agric Food Chem 2008; 56(6): 1955-62.
Packiavathy IA, Priya S, Pandian SK, Ravi AV. Inhibition of biofi lm development of uropathogens by curcumin - an anti-quorum sensing agent from Curcuma longa. Food Chem 2014; 148: 453-60.
Song JJ, Noh I, Chae SW. Inhibition of biofi lm formation on ventilation tubes by surface modifi cation. In Vivo 2012; 26(6): 907-11.
Almaguer-Flores A, Ximénez-Fyvie LA, Rodil SE. Oral bacterial adhesion on amorphous carbon and titanium fi lms: effect of surface roughness and culture media. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2010; 92(1): 196- 204.
Bergogne-Berezin E. Pseudomonas and miscellaneous gram-negative bacilli, pp. 2203-26 In: Cohen J, Powderly WG (eds), Infectious Diseases. 2004, 2nd ed. Mosby, Philadelphia.
Djeribi R, Bouchloukh W, Jouenne T, Menaa B. Characterization of bacterial biofi lms formed on urinary catheters. Am J Infect Control 2012; 40(9): 854-9.
Cirioni O, Ghiselli R, Silvestri C, et al. Effect of the combination of clarithromycin and amikacin on Pseudomonas aeruginosa biofi lm in an animal model of ureteral stent infection. J Antimicrob Chemother 2011; 66(6): 1318-23.
Kinnari TJ, Peltonen LI, Kuusela P, Kivilahti J, Könönen M, Jero J. Bacterial adherence to titanium surface coated with human serum albumin. Otol Neurotol 2005; 26(3): 380-4.
Mehta AJ, Lee JC, Stevens GR, Antonelli PJ. Opening plugged tympanostomy tubes: effect of biofi lm formation. Otolaryngol Head Neck Surg 2006; 134(1): 121-5.
Antonelli PJ, Sampson EM, Ojano-Dirain C. Biofi lm formation on silicone tympanostomy tubes with polyvinylpyrrolidone coating. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 2011; 137(1): 19-23.
Humphreys H. Self-disinfecting and microbiocide-impregnated surfaces and fabrics: what potential in interrupting the spread of healthcare-associated infection? Clin Infect Dis 2014; 58(6): 848-53.
Jang CH, Cho YB, Choi CH. Effect of ion-bombarded silicone tympanostomy tube on ciprofl oxacin-resistant Pseudomonas aeruginosa biofi lm formation. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2012; 76(10): 1471-3.
Holling N, Dedi C, Jones CE, et al. Evaluation of environmental scanning electron microscopy for analysis of Proteus mirabilis crystalline biofi lms in situ on urinary catheters. FEMS Microbiol Lett 2014; 355(1): 20-7.
Birdane L, Muluk NB, Cingi C, Burukoglu D, Fidan V, Incesulu A. Evaluation of the effi cacy of curcumin in experimentally induced acute otitis media in rats. Ann Otol Rhinol Laryngol 2014; 123(5): 325-32.
Salehi P, Akinpelu OV, Waissbluth S, et al. Attenuation of cisplatin ototoxicity by otoprotective effects of nanoencapsulated curcumin and dexamethasone in a guinea pig model. Otol Neurotol 2014; 35(7): 1131-9.

APA	ÇİFTÇİ Z, Deniz M, GÜNEŞ H, GÜMÜŞ A, GÜLTEKİN E, EREN TOPKAYA A (2015). Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. , 340 - 351.
Chicago	ÇİFTÇİ Zafer,Deniz Mahmut,GÜNEŞ Hayati,GÜMÜŞ ABDULLAH,GÜLTEKİN ERDOĞAN,EREN TOPKAYA AYNUR Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. (2015): 340 - 351.
MLA	ÇİFTÇİ Zafer,Deniz Mahmut,GÜNEŞ Hayati,GÜMÜŞ ABDULLAH,GÜLTEKİN ERDOĞAN,EREN TOPKAYA AYNUR Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. , 2015, ss.340 - 351.
AMA	ÇİFTÇİ Z,Deniz M,GÜNEŞ H,GÜMÜŞ A,GÜLTEKİN E,EREN TOPKAYA A Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. . 2015; 340 - 351.
Vancouver	ÇİFTÇİ Z,Deniz M,GÜNEŞ H,GÜMÜŞ A,GÜLTEKİN E,EREN TOPKAYA A Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. . 2015; 340 - 351.
IEEE	ÇİFTÇİ Z,Deniz M,GÜNEŞ H,GÜMÜŞ A,GÜLTEKİN E,EREN TOPKAYA A "Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?." , ss.340 - 351, 2015.
ISNAD	ÇİFTÇİ, Zafer vd. "Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?". (2015), 340-351.

APA	ÇİFTÇİ Z, Deniz M, GÜNEŞ H, GÜMÜŞ A, GÜLTEKİN E, EREN TOPKAYA A (2015). Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. Mikrobiyoloji Bülteni, 49(3), 340 - 351.
Chicago	ÇİFTÇİ Zafer,Deniz Mahmut,GÜNEŞ Hayati,GÜMÜŞ ABDULLAH,GÜLTEKİN ERDOĞAN,EREN TOPKAYA AYNUR Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. Mikrobiyoloji Bülteni 49, no.3 (2015): 340 - 351.
MLA	ÇİFTÇİ Zafer,Deniz Mahmut,GÜNEŞ Hayati,GÜMÜŞ ABDULLAH,GÜLTEKİN ERDOĞAN,EREN TOPKAYA AYNUR Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.49, no.3, 2015, ss.340 - 351.
AMA	ÇİFTÇİ Z,Deniz M,GÜNEŞ H,GÜMÜŞ A,GÜLTEKİN E,EREN TOPKAYA A Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. Mikrobiyoloji Bülteni. 2015; 49(3): 340 - 351.
Vancouver	ÇİFTÇİ Z,Deniz M,GÜNEŞ H,GÜMÜŞ A,GÜLTEKİN E,EREN TOPKAYA A Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?. Mikrobiyoloji Bülteni. 2015; 49(3): 340 - 351.
IEEE	ÇİFTÇİ Z,Deniz M,GÜNEŞ H,GÜMÜŞ A,GÜLTEKİN E,EREN TOPKAYA A "Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?." Mikrobiyoloji Bülteni, 49, ss.340 - 351, 2015.
ISNAD	ÇİFTÇİ, Zafer vd. "Kurkumin, Timpanostomi Tüpleri Yüzeyinde Pseudomonas aeruginosa Biyofi lminin Oluşmasına Engel Olabilir mi?". Mikrobiyoloji Bülteni 49/3 (2015), 340-351.