Bakteri Kültürleri: Çoklu İlaca Dirençli Gıda Kaynaklı Patojenleri Azaltabilir!

Connecticut Üniversitesi Ziraat, Sağlık ve Doğal Kaynaklar Fakültesi’nden araştırmacılar, antimikrobiyal direnç (AMR) geliştiren gıda kaynaklı patojenlerin büyümesini azaltmak için koruyucu bakteri kültürlerinin potansiyelini araştırıyor.

Çalışma, gıda ürünlerindeki patojenlerin büyümesini kontrol etmek ve hastalığa neden olma yeteneklerini engellemek için koruyucu bakteri kültürlerinin kullanımını sürekli olarak araştıran Süt Ürünleri Doçenti Dennis D’Amico tarafından yürütülmektedir. Bu çalışma, koruyucu kültür Hafnia alvei B16’nın iki Salmonella enterica serovarının (S. Typhimurium ve S. Typhimurium) enfeksiyonunu önleme kabiliyetine odaklanmaktadır. Typhimurium ve S. Newport – çünkü bu serovarlar çoklu ilaca dirençlidir ve gıda kaynaklı hastalık salgınlarıyla yaygın olarak ilişkilendirilmiştir.

Koruyucu kültürler işe yarar çünkü bakteriler, diğer benzer bakterilerin varlığında antimikrobiyal metabolitler üretir. Patojenik bir bakteri koruyucu kültürlerin ve bunların metabolitlerinin varlığını tespit ettiğinde mikrop “savaş ya da kaç” moduna girebilir. Patojen, odağını rakibin hayatta kalması için önemli olan genleri ifade etmeye çevirebilir ve insan bağırsak hücrelerine bağlanmak ve onları istila etmek için gereken özellikler gibi hastalığa neden olan pek çok temel olmayan işlevi devre dışı bırakabilir.

Piyasadaki koruyucu kültürlerin çoğu, “Gram-negatif” bakterilerden ziyade “Gram-pozitif” bakterileri hedef alır. Bu ayrım bakteri hücre duvarlarının yapısındaki farklılıkları ifade eder. Gram pozitif koruyucu kültürler genellikle gram pozitif patojenlere karşı en etkilidir. Bu nedenle Escherichia coli ve Salmonella gibi Gram negatif patojenlere karşı etkili koruyucu kültürlere ihtiyaç vardır.

Dr. D’Amico’nun önceki çalışması, H. alvei B16’nın sütte hem E. coli hem de Salmonella büyümesini engellemede etkili olduğunu tanımladı. H. alvei ayrıca Staphylococcus aureus’un büyümesini etkili bir şekilde durdurdu ve toksin üretmesini önleyerek bakterinin hastalığa neden olma yeteneğini azalttı.

H. alvei diğer koruyucu kültürlerden farklı şekilde çalışır; çoğu kültür, rakip bakterilerin büyümesini durduran antimikrobiyal metabolitler üretir. Araştırmada H. alvei’nin metabolitleri patojenik bir kültüre eklendiğinde patojenin büyümesini beklendiği gibi durdurmamıştır. Ancak H. alvei bakterisinin tamamı E. coli veya Salmonella’nın varlığında patojen büyümesini engellemiştir. Bu sonuçlar, H. alvei’nin patojenin büyümesini başka bir mekanizma yoluyla engellediğini göstermiştir.

Araştırmacılar, H. alvei varlığında patojen büyümesinin, Salmonella’daki virülans genlerinin ekspresyonunu azalttığını ve patojenin daha sonra insan bağırsak hücrelerini istila etme yeteneğini yaklaşık yüzde 90 oranında azalttığını bulmuşlardır. Ayrıca H. alvei bağırsak hücrelerine bağlandığında, kültür Salmonella’nın hücrelere yapışmasını engellemez, ancak hücreleri istilaya karşı korur.

Dr. D’Amico, Salmonella’nın bağırsak hücrelerine hâlâ tutunabildiği ancak istila edemediği için, H. alvei’nin potansiyel olarak hücreleri istilacı patojene karşı kendilerini korumaları için uyarmış olabileceğini açıkladı. Bu fenomen muhtemelen koruyucu kültürlerin etkili olduğu başka bir mekanizma olabilir.

Ek olarak, çalışma gen ekspresyonunda ve S. Typhimurium ile S. Newport’un sütteki H. alvei’ye nasıl tepki verdiğinde farklılıklar buldu; bu da H. alvei’nin etkilerinin tüm Salmonella için evrensel olmadığını gösteriyor. Örneğin, sütteki koruyucu kültürle ortak kültür, S. Typhimurium’un bağırsak hücrelerine yapışmasını engelledi, ancak S. Newport’u engellemedi. Bu tür farklılıklar, bu kültürün ve diğer kültürlerin küresel ölçekte etki yaratma kabiliyetini etkileyebilir.