Farklı kalsiyum konsantrasyonlarının enterotoksijenik bacteroides fragilis koökenlerinin üremesi üzerindeki etkisinin araştırılması


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara Üniversitesi, Turkey

Approval Date: 2011

Thesis Language: Turkish

Student: Neşe Balkan

Consultant: NURVER ÜLGER

Abstract:

: Enterotoksijenik Bacteroides fragilis (ETBF) ishale neden olmaktadır. Son çalışmalar, ETBF ile inflamatuvar barsak hastalıkları ve kolon kanseri arasında bir ilişkinin olabileceğini düşündürmektedir. Bakterinin toksik etkisi, salgıladığı, frajilizin adı verilen çinkoya bağımlı bir metalloenzimin, E-kaderin’i (zonula aderens proteini) parçalamasına bağlanmıştır. Frajilizin barsak epitel hücrelerinde farklılaşmaya, ardından hücre çekirdeği sinyal proteinlerinde uyarılmaya, proto-onkojen c-Myc’ nin transkripsiyon ve translasyonunda artışa ve epitel hücre proliferasyonuna neden olmaktadır. ETBF, bft-1, bft-2 ve bft-3 genleriyle kodlanan üç farklı enterotoksin izoformu üretebilmektedir. Bazı araştırmalar, yüksek miktarda kalsiyum almanın kolon kanser riskini azaltabileceğini öne sürülmektedir. Mekanizması tam açıklanmış olmamakla beraber, E-kaderin ekspresyonunu arttırarak, hücresel sinyal aktivasyonunu baskılayarak kalsiyumun etkili olabileceği gösterilmiştir. Bu çalışmada, çinkoya bağımlı metalloenzim bulunduran ETBF’nin üremesi üzerine herhangi bir etki yapıp yapmadığı araştırılmıştır. İkisi bft-1 ikisi de bft-2 geni taşıyan toplam dört ETBF kökeni çalışılmıştır. Kalsiyum klorür (CaCl2) ve çinko klorür (ZnCl2) tuzlarının ETBF üremesine etkisi kantitatif kültür ile araştırılmıştır. Bunun için, normal ve yüksek doz kalsiyum alınması halinde barsak kalsiyum konsantrasyonlarını temsil eden, farklı tuz konsantrasyonlarıyla hazırlanmış besiyerlerinde gerek bakterilerin üreme profilleri gerekse doza yanıt durumları incelenmiştir. Veriler SPSS versiyon 11.0 yazılımı ile değerlendirilmiştir. Kalsiyum klorür tuzları tüm bakteri kökenlerinin üremesi üzerinde inhibitör etki göstermiştir; özellikle yüksek düzeyde CaCl2, bft2 + geni taşıyan kökenlerin koloni sayısında belirgin şekilde azalma göstermiştir (p=0.008). İstatistiksel anlamlı bir fark olmamakla beraber ZnCl2’ nın, tuz bulunmayan kontrol besiyerindeki kültürlere göre daha fazla sayıda koloniye neden olmuştur. Bulgularımız, kalsiyumun ETBF kökenleri üzerine antimikrobial etkisinin olabileceğini göstermektedir, ancak kalsiyumun enterotoksik etkide bir değişiklik yapıp yapmadığının araştırılması gerekmektedir. Anahtar Sözcükler: Enterotoksijenik Bacteroides fragilis, frajilizin, E-kaderin, metalloenzim, iyonize kalsiyum SUMMARY: Investigation of the effect of different calcium concentration on the growth of enterotoxigenic Bacteroides fragilis strains Enterotoxigenic Bacteroides fragilis (ETBF) has been implicated in diarrhoeal illness. Recent data suggest that ETBF may be associated with inflammatory bowel disease and colonic cancer. Toxigenicity of bacterium is attributed to expression of a zinc-depended metalloenzyme referred to as fragilysin, which cleaves the E-cadherin (zonula adherens protein). Fragilysin causes alteration of intestinal epithelial cells, and then stimulates nuclear signaling proteins, induces transcription, translation of proto-oncogene c-Myc and epithelial cell proliferation. ETBF can produce three isoforms of the enterotoxin which encoded by bft-1, bft-2 and bft-3 genes. Some research suggests that a high calcium intake may decrease the risk of colon cancer. Although, the underlying mechanism is unclear, it has been suggested that calcium can be effective by increasing the expression of E-cadherin and suppressing the activation of nuclear signaling. In this study we investigated whether the calcium to be effective on growth of ETBF which produces a zinc-dependent metalloenzyme. A total of four ETBF strains (two bft-1+, two bft2+ strains) were tested. Individual effects of calcium (CaCl2), and zinc (ZnCl2) chloride salts on growth of ETBF strains were carried out with quantitative cultivation. In order to assess potential activities of different salt concentrations on growth parameters and dose-response profiles of strains, media with different salt concentrations which represent the normal and high dose calcium intake levels as in intestines, were evaluated. The data was analyzed by using SPSS version 11.0 software. Calcium salts exerted a significant inhibitory effect on the growth of all bacterial strains; particularly high level CaCl2 resulted in significant decrease in number of bacterial colonies of bft-2+ strains (p=0.008). Although there were no statistically differences but slightly high number of colonies were grown on culture media with ZnCl2 when compared with medium without salt. Our results indicate the presence of antimicrobial effect of calcium on ETBF strains, however, any presence of a link to the changing of enterotoxin effect remains to be established. Key Words: Enterotoxigenic Bacteroides fragilis, fragilysin, E-cadherin, metalloenzyme, ionized calcium