Yıl: 2021 Cilt: 78 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 363 - 372 Metin Dili: İngilizce İndeks Tarihi: 15-02-2022

Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods

Öz:
Objective: Enterococcus spp. are widely found in enviroment and can cause diseases. Although the factors that explain its virulence have not yet been fully clarified, enterococcal surface protein (esp) has been associated with the ability of biofilm formation in both Enterococcus faecalis and the Enterococcus faecium. In our study, it was aimed to determine the vancomycin resistance status of E. faecalis and E. faecium species and to investigate the presence of esp gene which is thought to be related of with polymerase chain reaction and biofilm formation capacity by phenotypic methods. Methods: A total of 170 Enterococcus spp. (E. faecalis n = 85, E. faecium n = 85) isolates that were isolated from blood culture were included in the study. Species identification was performed using conventional and automated methods. Vancomycin susceptibilities of isolates were determined by Kirby-Bauer disk diffusion method. Biofilm formation was evaluated phenotypically by using Tube and Microtitration plate methods. In all isolates, the presence of esp gene which is associated biofilms was investigated by polymerase chain reaction (PCR) method. Results: When the vancomycin susceptibilities of the strains included in the study were examined, it was found that 14 of the E. faecalis isolates (16.5%) were moderately susceptible and 1 of them was (1.2%) resistant. And 29 (34.1%) of E. faecium isolates were found to be resistant. It was determined that 5 strains (5.9%) were formed biofilm by tube method. By microtiter plate method, 27 (31.8%) tested strains were determined positive for biofilm formation. The 5 isolates which were positive by tube method also found positive by microtiter plate method. All strains that were positive in both phenotypic methods were found to be E. faecalis. And 49 (57.6%) E. faecalis and 20 (23.5%) E. faecium strains were found positive esp. When the genotypic method was compared with phenotypic methods, 24 isolates which were found positive by microtiter plate method and 5 isolates which were found positive by tube method, were found positive for esp gene. Conclusion: According to these results, E. faecalis isolates are thought to have higher biofilm formation capacity than E. faecium. Furthermore, it is thought that the esp gene may be related to biofilm formation but the presence of esp alone is not sufficient for biofilm formation. New and comprehensive studies on the subject will be able to provide new and useful data on the role of biofilm formation in the virulence of enterococci.
Anahtar Kelime:

Kandan izole edilen Enterococcus türlerinde biyofilm oluşumunun fenotipik ve genotipik yöntemlerle araştırılması

Öz:
Amaç: Doğada yaygın olarak bulunabilen enterokoklar, çeşitli enfeksiyonlara neden olabilmektedir. Virülansını açıklayan faktörler henüz tam olarak netlik kazanmamış olmakla birlikte enterokokal yüzey proteini (esp), hem Enterococcus faecalis hem de Enterococcus faecium’un biyofilm oluşturma yeteneğiyle ilişkilendirilmektedir. Çalışmamızda E. faecalis ve E. faecium türlerinin vankomisine direnç durumlarının belirlenmesi ve biyofilm oluşumu ile ilişkili olduğu düşünülen esp gen varlığının polimeraz zincir reaksiyonu ile, biyofilm oluşturma kapasitelerinin de fenotipik yöntemlerle araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmaya kan kültüründen izole edilen 85’i E. faecalis, 85’i E. faecium olacak şekilde toplam 170 adet Enterococcus izolatı dahil edilmiştir. Türlerin tanımlanması konvansiyonel ve otomatize yöntemler kullanılarak yapılmıştır. İzolatların vankomisine duyarlılıkları Kirby-Bauer disk difüzyon yöntemiyle belirlenmiştir. Tüm izolatlar tüp ve mikrotitrasyon plak yöntemleri kullanılarak biyofilm oluşumu yönünden fenotipik olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca izolatlarda, Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PZR) yöntemi kullanılarak enterokoklarda biyofilm oluşumu ile ilişkili olduğu düşünülen esp geninin varlığı araştırılmıştır. Bulgular: Çalışmaya dahil edilen suşların vankomisine duyarlılıkları incelendiğinde, E. faecalis izolatlarının 14 tanesi (%16,5) orta duyarlı, 1 tanesi (%1,2) dirençli; E. faecium izolatlarının ise 29 tanesi (%34,1) dirençli olarak bulunmuştur. Tüp yöntemi ile 5 suşun (%5,9) biyofilm oluşturduğu görülmüştür. Mikrotitrasyon plak yöntemi ile ise 27 suş (%31,8) pozitif olarak tespit edilmiştir. Tüp yönteminde pozitif çıkan beş izolatın hepsinin aynı zamanda mikrotitrasyon yönteminde de pozitif olduğu görülmüştür. Her iki fenotipik yöntemde de pozitif olan suşların tamamının E. faecalis olduğu görülmüştür. PZR işleminin sonucunda 49 (%57,6) E. faecalis, 20 (%23,5) E. faecium suşunda esp varlığı saptanmıştır. Fenotipik yöntemler ile genotipik yöntem karşılaştırıldığında mikrotitrasyon plak yönteminde pozitif olan izolatlardan 24 tanesi, tüp yönteminde pozitif olan izolatlardan ise 5 tanesinde esp geninin varlığı tespit edilmiştir. Sonuç: Bu bulgulara göre E. faecalis izolatlarının biyofilm oluşumu kapasiteleri E. faecium’a göre daha fazla bulunmuştur. Ayrıca esp geninin biyofilm oluşumu ile ilgisi olabileceği ancak tek başına esp varlığının biyofilm oluşumu için yeterli olamayacağı düşünülmektedir. Konu ile ilgili yapılacak yeni ve kapsamlı çalışmalar enterokoklarda biyofilm oluşumunun virülansdaki rolü ile ilgili yeni ve faydalı veriler sağlayabilecektir.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • 1. Tünger A, Çavuşoğlu C, Korkmaz M. Asya Mikrobiyoloji. 4th ed. İzmir: Asya Tıp Kitabevi, 2005.
  • 2. Özkaya Şahin G. Gram-pozitif kok infeksiyonları. In: Ulusoy S, ed. Gram Pozitif Kok İnfeksiyonları; Sorunlar ve Çözümler. Ankara: Güneş Kitabevi, 2003:1-9.
  • 3. Durmaz G. Enterokoklar. In: Wilke Topçu A, Söyletir G, Doğanay M, eds. Enfeksiyon Hastalıkları ve Mikrobiyolojisi. 3th ed. İstanbul: Nobel Tıp Kitabevi, 2008: 2057-65.
  • 4. Duprè I, Zanetti S, Schito AM, Fadda G, Sechi LA. Incidence of virulence determinants in clinical Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis isolates collected in Sardinia (Italy). J Med Microbiol, 2003; 52 (6): 491-8.
  • 5. Arıkan Akan Ö. Enterokok Türlerinin Mikrobiyolojisi ve Antimikrobiyal Direnç. In: Arman D, Ünal S, eds. Yeni ve Yeniden Gündeme Gelen İnfeksiyonlar. Ankara: Bilimsel Tıp Yayınevi, 2010: 137-49.
  • 6. Sava IG, Heikens E, Huebner J. Pathogenesis and immunity in enterococcal infections. Clin Microbiol Infect, 2010; 16 (6): 533-40.
  • 7. Donlan RM, Costerton JW. Biofilms: Survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev, 2002; 15 (2): 167-93.
  • 8. Fallah F, Yousefi M, Pourmand MR, Hashemi A, Nazari Alam, Afshar D. Phenotypic and genotypic study of biofilm formation in Enterococci isolated from urinary tract infections. Microbial Pathogenesis, 2017; 108: 85-90.
  • 9. Çetinkaya Şardan Y. Hastane Enfeksiyonları: Tanımlar, Sürveyans, Epidemilere Yaklaşım. In: Wilke Topçu A, Söyletir G, Doğanay M, eds. Enfeksiyon Hastalıkları ve Mikrobiyolojisi. 3th ed. İstanbul: Nobel Tıp Kitabevi, 2008: 545-57.
  • 10. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 27th ed. CLSI supplement M100, Wayne, PA: CLSI, 2017.
  • 11. Bektöre B. Stafilokoklar İçin Slime Testi. In: Başustaoğlu A, Yıldıran ŞT, eds. Klinik Mikrobiyoloji Yöntemleri El Kitabı (Çeviri). 3th ed. Ankara: Atlas Yayıncılık, 2014: 13.16.3.
  • 12. Christensen GD, Simpson WA, Younger JJ, Baddour LM, Barrett FF, Melton DM, et al. Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for the adherence of staphylococci to medical devices. J Clin Microbiol, 1985; 22 (6): 996-1006.
  • 13. Milletli Sezgin F, Çoban AY, Günaydın M. Investigation of biofilm formation in Acinetobacter baumannii isolates and their colistin susceptibilities in biofilm. Int J Antimicrob Agents, 2013; 41 (2): 199.
  • 14. Us D. Serolojik Tanı Yöntemleri. Ankara: Hacettepe Üniversitesi Yayınları, 2006.
  • 15. Baylan O, Nazik H, Bektöre B, Çitil BE, Turan D, Öngen B, ve ark. Üriner enterokok izolatlarının antibiyotik direnci ile virülans faktörleri arasındaki ilişki. Mikrobiyol Bul, 2011; 45 (3): 430-45.
  • 16. Shankar V, Baghdayan AS, Huycke MM, Lindahl G, Gilmore MS. Infection-derived Enterococcus faecalis strains are enriched in esp, a gene encoding a novel surface protein. Infect Immun, 1999; 67 (1): 193-200.
  • 17. Fisher K. Phillips C. The ecology, epidemiology and virulence of Enterococcus. Microbioiogy, 2009; 155: 1749-57.
  • 18. Oli AK, Raju S, Rajeshwari, Nagaveni S, Kelmani Chandrakanth R. Biofilm formation by multidrug resistant Enterococcus faecalis (MDEF) originated from clinical samples. J Microbiol Biotech Res, 2012; 2 (2): 284-8.
  • 19. Kafil HS, Mobarez AM. Spread of enterococcal surface protein in antibiotic resistant Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis isolates from urinary tract infections. Open Microbiol J, 2015; 9: 14-7.
  • 20. Udo EE, Al-Sweih N. Frequency of virulenceassociated genes in Enterococcus faecalis isolated in Kuwait hospitals. Med Princ Pract, 2011; 20 (3): 259-64.
  • 21. Saba Çopur Ş, Şahin F, Göçmen JS. Determination of virulence and multidrug resistance genes with polymerase chain reaction method in vancomycinsensitive and-resistant enterococci isolated from clinical samples. Turk J Med Sci, 2016; 46 (3): 877- 91.
  • 22. Mete E, Kaleli İ, Cevahir N, Demir M, Akkaya Y, Kiriş Satılmış Ö. Enterokok türlerinin virulans faktörlerinin araştırılması. Mikrobiyol Bul, 2017; 51 (2): 101-14.
APA ÖZKÖK Z, Bilgin K, Tanriverdi Çaycı Y, BIRINCI A (2021). Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. , 363 - 372.
Chicago ÖZKÖK Zeynep,Bilgin Kemal,Tanriverdi Çaycı Yeliz,BIRINCI ASUMAN Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. (2021): 363 - 372.
MLA ÖZKÖK Zeynep,Bilgin Kemal,Tanriverdi Çaycı Yeliz,BIRINCI ASUMAN Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. , 2021, ss.363 - 372.
AMA ÖZKÖK Z,Bilgin K,Tanriverdi Çaycı Y,BIRINCI A Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. . 2021; 363 - 372.
Vancouver ÖZKÖK Z,Bilgin K,Tanriverdi Çaycı Y,BIRINCI A Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. . 2021; 363 - 372.
IEEE ÖZKÖK Z,Bilgin K,Tanriverdi Çaycı Y,BIRINCI A "Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods." , ss.363 - 372, 2021.
ISNAD ÖZKÖK, Zeynep vd. "Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods". (2021), 363-372.
APA ÖZKÖK Z, Bilgin K, Tanriverdi Çaycı Y, BIRINCI A (2021). Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi, 78(3), 363 - 372.
Chicago ÖZKÖK Zeynep,Bilgin Kemal,Tanriverdi Çaycı Yeliz,BIRINCI ASUMAN Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi 78, no.3 (2021): 363 - 372.
MLA ÖZKÖK Zeynep,Bilgin Kemal,Tanriverdi Çaycı Yeliz,BIRINCI ASUMAN Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi, vol.78, no.3, 2021, ss.363 - 372.
AMA ÖZKÖK Z,Bilgin K,Tanriverdi Çaycı Y,BIRINCI A Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi. 2021; 78(3): 363 - 372.
Vancouver ÖZKÖK Z,Bilgin K,Tanriverdi Çaycı Y,BIRINCI A Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi. 2021; 78(3): 363 - 372.
IEEE ÖZKÖK Z,Bilgin K,Tanriverdi Çaycı Y,BIRINCI A "Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods." Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi, 78, ss.363 - 372, 2021.
ISNAD ÖZKÖK, Zeynep vd. "Investigation of biofilm formation of Enterococcus species isolated from blood by phenotypic and genotypic methods". Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi 78/3 (2021), 363-372.