Vajinal kaynaklı lactobacillus spp. şuşlarından elde edilen ekzapolisakkaritlerin antibiyofilm ve anti-quarum sensing aktivitelerinin belirlenmesi

Abstract

Ekzopolisakkaritler (EPS'ler), doğada bitkiler, mantarlar ve bakterilerde yaygın olarak bulunan biyopolimerler olup antimikrobiyal, anti-biyofilm, antioksidan, antitümör, antiviral ve immünomodülatör aktivitesi nedeniyle insan sağlığına katkıda bulunma potansiyeline sahiptir. Çalışmamızda daha önce vajinal mikrofloradan izole edilen probiyotik özelliği kanıtlanmış, Laktik asit bakterileri (LAB) arasından güçlü EPS üreten beş suş (L. paracasei L1, L. casei L2, L. pantarum L4, L. crispatus L5 ve L. rhamnosus L17) seçilmiştir. Suşlardan saf olarak elde edilen EPS'lerin antimikrobiyal, antibiyofilm, anti-quarum sensing, antioksidan aktiviteleri ile MDA-MB-231 meme kanser hücre hattı hücreleri üzerindeki anti-proliferatif etkileri araştırılmıştır. Çalışmamızda ayrıca saf EPS'lerin FT-IR ve GC-MS analizleri yapılmış olup, elektron mikoskop görüntüleri elde edilmiştir. ix Çalışma sonucunda LAB kökenli EPS'lerin güçlü antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu, patojenik suşlar arasında en güçlü antimikrobiyal etkinliğe sahip suşun L. casei L2 suşuna ait EPS olduğu belirlenmiştir. Saf EPS özütlerinin anti-biyofilm aktivitesini belirlemek amacı ile E. coli ve P. aeruginosa suşları kullanılmıştır. Çalışma sonucunda EPS'lerin farklı konsantrasyonlarında inhibisyon etkisi gösterdiği ve özellikle L1 ve L2 suşlarından elde edilen EPS'lerin daha güçlü aktiviteye sahip olduğu görülmektedir. Saf EPS'lerin farklı konsantrasyonlardaki anti-quarum sensing aktivitelerinin araştırıldığı çalışmada her bir EPS 10 mg/mL konsantrasyonunda ortalama eşit aktivite gösterirken 20 mg/mL konsantrasyonda etkinin arttığı ve etki oranın değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. Saf EPS'lerin MDA-MB-231 meme kanser hücre hattı hücreleri üzerindeki anti-proliferatif etkinin L. paracasei L1 suşuna ait EPS'nin 115 ?g/ml'lik en yüksek dozunda %90-95 düzeyinde ölüm görülürken, L. casei L2 suşuna ait EPS'lerin 85 ?g/ml'lik en yüksek dozunda ise yaklaşık %100 oranında ölüm görülmüştür. İnsan sağlığı üzerinde farklı yararlı etkileri bulunan EPS'lerin doğal antimikrobiyal ve antikanser özelliğine sahip olması dikkat çekicidir. Ancak ileride hem enfeksiyonların hem de çeşitli kanserlerin tedavilerinde kullanılabilmesi için bu alanda daha çok araştırmaya gereksinim vardır.

Exopolysaccharides (EPSs) are biopolymers commonly found in plants, fungi and bacteria in nature and have the potential to contribute to human health due to their antimicrobial, anti-biofilm, antioxidant, antitumor, antiviral and immunomodulatory activity. In our study, five strains (L. paracasei L1, L. casei L2, L. pantarum L4, L. crispatus L5 and L. rhamnosus L17) were selected among the lactic acid bacteria (LAB) with proven probiotic properties that were previously isolated from vaginal microflora. . Antimicrobial, antibiofilm, anti-quarum sensing, antioxidant activities and anti-proliferative effects on MDA-MB-231 breast cancer cell line cells of EPSs obtained from pure strains were investigated. In our study, FT-IR and GC-MS analyzes of pure EPS were also performed and electron microscope images were obtained. As a result of the study, it was determined that LAB-derived EPSs have strong antimicrobial activity, and the strain with the strongest antimicrobial activity among xi pathogenic strains was EPS belonging to L. casei L2 strain. E. coli and P. aeruginosa strains were used to determine the anti-biofilm activity of pure EPS extracts. As a result of the study, it is seen that EPSs have an inhibitory effect at different concentrations, and EPSs obtained from L1 and L2 strains have stronger activity. In the study investigating the anti-quarum sensing activities of pure EPS at different concentrations, it was determined that while each EPS showed an average equal activity at a concentration of 10 mg/mL, the effect increased at a concentration of 20 mg/mL and the rate of effect varied. The anti-proliferative effect of pure EPS on MDA-MB-231 breast cancer cell line cells was observed at the highest dose of 115 ?g/ml of EPS of L. paracasei L1 strain, while 90-95% mortality was observed in L. casei L2 strain. At the highest dose of 85 ?g/ml of EPSs, approximately 100% mortality was observed. It is noteworthy that EPSs, which have different beneficial effects on human health, have natural antimicrobial and anticancer properties. However, more research is needed in this area so that it can be used in the treatment of both infections and various cancers in the future