Bazı klı̇nı̇k örneklerden ve gıda numunelerinden Staphylococcus türlerı̇nı̇n ı̇zolasyonu ve bı̇yofı̇lm oluşturma yeteneklerı̇nı̇n araştırılması

Abstract

Bu çalışmayla klinik ve gıda örneklerinden Staphylococcus türlerinin tanımlanması ve bu etkenlerin biyofilm oluşturma yeteneklerinin farklı yöntemlerle araştırılması amaçlandı. Harran Üniversitesi Veteriner Fakültesi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı Tanı Laboratuvarına getirilen 30 adet klinik örnek ile Şanlıurfa’da faaliyet gösteren gıda satış yerlerinden temin edilen 100 adet gıda numunesi çalışmada inceleme örneği olarak kullanıldı. Klinik örneklerden izolasyonlar bakteriyel izolasyon yöntemleriyle gerçekleştirilirken gıda numunelerinden izolasyonlar için ISO standartları kullanıldı. Tüm izolatlar VİTEK-2 cihazıyla doğrulanarak tür seviyesinde tanımlandı. İzolatların biyofilm oluşturma yetenekleri, kongo kırmızısı agar, tüp ve mikropleyt olmak üzere üç farklı yöntemle araştırıldı. İstatisiksel analizler için Fisherin Exact Testi uygulandı. Sonuç olarak klinik örneklerden 11, gıda numunelerinden 21, toplamda 32 adet Stafilokok izolasyonu gerçekleştirildi. Bu etkenlerin yedi farklı türe ait olduğu tespit edildi. Staphylococcus aureus ve Staphylococcus pseudintermedius en çok tanımlanan türler oldu. İzolatların büyük bir bölümünün çeşitli seviyelerde olmak üzere biyofilm oluşturabildikleri görüldü. Biyofilm oluşumunun tespiti için kullanılan yöntem sonuçlarının birbirleriyle uyumlu olduğu görüldü. İzolatların biyofilm oluşturma yetenekleri arasındaki ilişkinin araştırıldığı istatistiksel değerlendirmede, klinik ve gıda izolatlarının arasında anlamlı bir ilişki tespit edilemezken, koagulaz pozitif ve negatif izolatlar arasında anlamlı bir ilişkinin var olduğu belirlendi. Bu çalışma ile Staphylococcus türlerinin insan ve hayvan sağlığına yönelik potaniyel tehditlerinin devam ettiği görüldü. Özellikle gıdaların üretiminden pazarlanmasına geçen sürede gerekli önlemlerin alınarak ürünlerin bakteri kontaminasyonlarından uzak tutulması ve özellikle biyofilm oluşumlarının engellenmesi için akılcı mücadele yöntemlerinin uygulanması gerektiği kanaatine varıldı.

Keywords

• Biyofilm
• enfeksiyon
• gıda
• izolasyon
• Stafilokok

Isolation of Staphylococcus Species from Some Clinical and Food Samples and Investigation of Their Biofilm Formation Abilities

Abstract

This study aimed to identify Staphylococcus species from clinical and food samples and investigate the biofilm formation ability of the isolates using various methods. Thirty clinical samples were brought to the diagnostic laboratory of the Microbiology Department at the Veterinary Faculty of Harran University, and 100 food products obtained from food outlets operating in Şanlıurfa province were designated for examination. Isolations from clinical samples were performed using bacterial culture techniques. ISO standards were followed for the analysis of food samples. All isolates were identified at the species level through verification with a VITEK-2 device. The biofilm formation ability of the isolates was explored using three different methods: Congo red agar, tube, and microplate. Fisher's Exact Test was employed for statistical analyses. As a result, 32 Staphylococci belonging to seven different species were isolated, with 11 from clinical samples and 21 from food samples. Staphylococcus aureus and Staphylococcus pseudintermedius were the most frequently identified species. Most of the isolates (81.25%) could form biofilms at varying levels, and the results from the methods used to detect biofilm formation were consistent. Statistical evaluation of the relationship between the biofilm-forming abilities of the isolates revealed no significant relationship between clinical and food isolates. However, a substantial relationship was found between coagulase-positive and coagulase-negative isolates. This study highlighted the ongoing potential threat of Staphylococcus species to human and animal health and concluded that rational control methods should be implemented to guard against bacterial contamination in products, particularly to prevent biofilm formation by taking necessary precautions during the production and marketing of foods.

Keywords

• Biofilm
• food
• infection
• isolation
• Staphylococcus

References

1. Akyol N, Gündoğ DA, Özkaya Y, Güngör C, Ertaş Onmaz N, 2023: Kasap dükkanları ve şarküterilerde gıda ile temas eden yüzeylerden elde edilen Staphylococcus aureus izolatlarında biyofilm üretiminin fenotipik ve genotipik karakterizasyonu. Erciyes Üniv Vet Fak Derg, 20 (3), 198-205.
2. Alçay AÜ, 2019: İstanbul’da satılan pişmiş tavuk dönerlerin mikrobiyolojik kalitesinin araştırılması. Turk Mikrobiyol Cem Derg, 49 (2), 74-85.
3. Aydemir DH, 2018: Bakteriyal biyofilmlerin biyolojik önemi ve etkili kontrol stratejileri. Turk J Life Sci, 3 (1), 218-230.
4. Aygen B, Sehmen E, Kayabaş Ü, Sümerkan B, Doğanay M, 1997: Erişkin yaş grubunda toplumda ve hastanede kazanılan stafilokok infeksiyonları. Flora, 1, 21-6.
5. Cafiso, V, Bertuccio T, Santagati M, Campanile F, Amicosante G, Perilli M G, Selan L, Artini M, Nicoletti G, Stefani S, 2004: Presence of the ica operon in clinical isolates of Staphylococcus epidermidis and its role in biofilm production. Clin Microbiol Infect, 10 (12), 1081-1088.
6. Chiers K, Decostere A, Devriese LA, Haesebrouck F, 2003: Bacteriological and mycological findings, and in vitro antibiotic sensitivity of pathogenic staphylococci in equine skin infections. Vet Rec, 152, 138-141.
7. Christensen GD, Simpson WA, Bisno AL, Edwin H, 1982: Adherence of slime-producing strains of Staphylococcus epidermidis to smooth surfaces. Infect Immun, 37, 318-326.
8. Demir C, Battaloğlu İnanç B, 2015: Investigate nasal colonize Staphylococcus species biofilm produced. J Clin Anal Med, 6 (4), 414-8.

9. Dhanawade NB, Kalorey DR, Srinivasan R, Barbuddhe SB, Kurkure NV, 2010: Detection of intercellular adhesion genes and biofilm production in Staphylococcus aureus isolated from bovine subclinical mastitis. Vet Res Commun, 34, 81-89.
10. Erol İ, İşeri Ö, 2004: Stafilokokal enterotoksinler. Ankara Univ Vet Fak Derg, 51 (3), 239-249.
11. Genç F, Kaya O, 2015: Subklinik mastitisli sığırlardan Staphylococcus aureus, Streptococcus uberis ve Streptococcus dysgalactiae etkenlerinin izolasyonu ve antibiyotiklere duyarlılıklarının belirlenmesi. Animal Health Prod and Hyg, 4 (2), 415-419.
12. Göçmen, H, Şükür H, Tamakan H, Esendal ÖM, 2018: Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti’nde hayvanlardan izole edilen stafilokok türlerinin metisilin dirençliliği üzerine retrospektif bir çalışma. J Etlik Vet Microbiol, 29 (2), 87-93.
13. Gündoğ DA, Güngör G, Güngör C, Onmaz N E, Gönülalan Z, 2023: Çeşitli gıda kaynaklı patojenik bakterilerin biyofilm oluşturma yeteneklerinin tespitinde kongo kırmızısı agar’ın etkinliğinin değerlendirilmesi. Bozok Vet Sci, 4 (1), 18-26.
14. Gündoğan N, Ataol Ö, 2012: Et örneklerinden izole edilen Staphylococcus aureus ve koagülaz negatif stafilokok’ların biyofilm üretimi ve DNaz aktivitelerinin belirlenmesi. Turk Hij ve Deney Biyol Derg, 69 (3), 135-142.
15. Güngören A, Demircioğlu A, Saytekin AM, 2022: Beyaz peynir örneklerinden Staphylococcus aureus suşlarının izolasyonu, makrolid-linkozamid-streptogramin b (mlsb) direnç fenotipleriyle, metisilin ve vankomisin duyarlılıklarının belirlenmesi. Harran Univ Vet Fak Derg, 11 (1), 066-072.
16. Habash M, Reid G, 1999: Microbial biofilms: their development and significance for medical device—related infections. J Clin Pharmacol, 39 (9), 887-898.
17. Heo S, Lee JH, Jeong DW, 2020: Food-derived coagulase-negative Staphylococcus as starter cultures for fermented foods. Food Sci Biotechnol, 29, 1023-1035.
18. Hosseinzadeh S, Saei HD, 2014: Staphylococcal species associated with bovine mastitis in the North West of Iran: emerging of coagulase-negative staphylococci. Int J Vet Sci Med, 2 (1), 27–34.
19. International organization for standardization (ISO), 2021: ISO 6888-1:2021. Microbiology of the food chain - Horizontal method for the enumeration of coagulase-positive staphylococci (Staphylococcus aureus and other species) - Part 1: Method using Baird-Parker agar medium. Geneva (Switzerland), 20 p.
20. Jain A, Agarwal A, 2009: Biofilm production, a marker of pathogenic potential of colonizing and commensal staphylococci. J Microbiol Methods, 76 (1), 88-92.
21. Kartal MO, Ekinci MB, Poyraz B, 2021: Biyofilm yapısı ve önlenmesi. Akademik Gıda, 19 (3), 353-363.
22. Keskin O, Altay G, Akan M, 2003: Adherence and slime production in coagulase negative staphylococci isolated from different animal sources. Turk J Vet Anim Sci, 27 (1), 253-257.
23. Kireçci E, 2009: Evcil hayvanlarda MRSA taşıyıcılığı. Med J SDU, 16 (4), 45-49.
24. Kord M, Ardebili A, Jamalan M, Jahanbakhsh R, Behnampour N, Ghaemi EA, 2018: Evaluation of biofilm formation and presence of ica genes in Staphylococcus epidermidis clinical isolate. Osong Public Health Res Perspect, 9 (4),160−166.
25. Manandhar S, Singh A, Varma A, Pandey S, Shrivastava N, 2021: Phenotypic and genotypic characterization of biofilm producing clinical coagulase negative staphylococci from Nepal and their antibiotic susceptibility pattern. Ann Clin Microbiol Antimicrob, 20 (1), 41.
26. Mathur T, Singhal S, Khan S, Upadhyay DJ, Fatma T, Rattan A, 2006: Detection of biofilm formation among the clinical isolates of staphylococci: an evaluation of three different screening methods. Indian J Med Microbiol, 24 (1), 25-29.
27. Molnar C, Hevessy Z, Rozgonyi F, Gemmell CG, 1994: Pathogenicity and virulence of coagulase negative staphylococci in relation to adherence, hydrophobicity, and toxin production in vitro. J Clin Pathol, 47 (8), 743-748.
28. Mubarak A, 2021: Prevalence and genetic diversity of coagulase negative Staphylococcus in food products collected from Riyadh region. J Pure Appl Microbiol, 15 (4), 1987-1994.
29. Muratoğlu K, Çetin Ö, Çolak H, 2015: Besin kaynaklı hastalıkların epidemiyolojisi. Türkiye Klinikleri J Food Hyg Technol-Special Topics, 1 (3), 1-8.
30. Nostro A, Cellini L, Ginestra G, D'Arrigo M, di Giulio M, Marino A, Blanco AR, Favaloro A, Bisignano G, 2014: Staphylococcal biofilm formation as affected by type acidulant. Apmis, 122 (7), 648-653.
31. Öcal D, Tekeli A, Dolapçı İ, 2022: Koagülaz negatif stafilokoklarda biyofilm oluşumunun çeşitli kongo kırmızısı besiyerlerinde değerlendirimi. J Ankara Univ Fac Med, 75 (1), 8-15.
32. Öksüztepe G, Demir P, 2019: Süt işletmelerinde temizlik ve dezenfeksiyon. Atasever M, ed. 1. Baskı. Süt ve Süt Ürünleri. Türkiye Klinikleri, Ankara, p.195-200.
33. Quinn PJ, Carter ME, Markey B, Carter GR, 2004: Clinical Veterinary Microbiology. 6th Ed., Wolf / Mosby, Spain. p. 118-127.
34. Quinn PJ, Markey BK, Leonard FC, FitzPatrick ES, Fanning S, Hartigan, PJ, 2011: Veterinary Microbiology and Microbial Disease. 2nd. Ed., Wiley-Blackwell, Hong Kong. p. 179-188.
35. Resch M, Nagel V, Hertel C, 2008: Antibiotic resistance of coagulase-negative staphylococci associated with food and used in starter cultures, Int J Food Microbiol, 127, 99–104.
36. Sharma S, Mohler J, Mahajan SD, Schwartz SA, Bruggemann L, Aalinkeel R, 2023: Microbial biofilm: A review on formation, infection, antibiotic resistance, control measures, and innovative treatment. Microorganisms, 11, 1614.
37. Stepanović S, Cirković I, Ranin L, Svabić-Vlahović, M, 2004: Biofilm formation by Salmonella spp. and Listeria monocytogenes on plastic surface. Lett Appl Microbiol, 38, 428-432.
38. Songer JG, Post KW, 2012: Veteriner Hekimlik Mikrobiyolojisi. (Özlem Anğ ve N. Yakut Özgür, Çev.Ed.). Nobel Tıp Kitapevleri, İstanbul, Türkiye. p. 35-43.
39. Tanış H, Gülseren B, 2020: Parmak peynirinden izole edilen Staphylococcus türlerinin virulans faktörleri ve antibiyotik dirençliliği. OKÜ Fen Bil Ens Derg, 3 (2), 126-134.
40. Temel A, Eraç B, 2018: Bakteriyel biyofilmler: Saptama yöntemleri ve antibiyotik direncindeki rolü. Türk Mikrobiyol Cem Derg, 48 (1), 1-13.
41. Uysal S, Kırkan Ş, 2012: Biotyping of Staphylococcus strains isolated from various sources and investigations on the methicillin resistance. Animal Health Prod and Hyg, 1, 11-19.
42. Ünal D, 2011: Çeşitli klinik örneklerden izole edilen Pseudomonas, Klebsiella, Staphylococcus ve Candida cinsi mikroorganizmalarda biyofilm varlığının araştırılması. Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
43. Xiying Wu X, Huan Wang H, Juan Xiong J, Guo-Xun Yang GX, Jin-Feng Hu JF, Quangang Zhu Q, Zhongjian Chen Z, 2024: Staphylococcus aureus biofilm: Formulation, regulatory, and emerging natural products-derived therapeutics. Biofilm, 7, 2590-2075.
44. Yüksekdağ ZN, Baltacı N, 2013: Staphylococcus aureus türlerinde biyofilm ve biyofilm oluşumundan sorumlu genler. Turk Mikrobiyol Cem Derg, 43 (3), 77-83.