Klebsiella spp.’ye Karşı Bazı Antibiyotiklerin Aktivitelerinin Box-Behnken Modeli Kullanılarak İstatistiksel Optimizasyonu

Year 2020, Volume: 10 Issue: 1, 36 - 47, 15.06.2020

Hatice Aysun Mercimek Takcı , Pemra Bakırhan , Hüseyin Kayran , Kardelen Bülbül

https://doi.org/10.31466/kfbd.674547

Abstract

Eritromisin (15 µg/disk), kloramfenikol (30 µg/disk), streptomisin (10 µg/disk) ve tetrasiklin (30 µg/disk) standart antibiyotiklerinin Klebsiella spp.’ye karşı antibakteriyel aktivitelerinin arttırılması için inkübasyon sıcaklığı (25-49°C), besiyeri başlangıç pH’sı (5-10) ve inkübasyon süresi (6-24 saat) bağımsız değişkenlerinin etkisi Box Behnken deney tasarım modeli kullanılarak optimize edilmiştir. Antibakteriyel aktiviteler Kirby-Bauer disk difüzyon metoduna göre analiz edilmiştir. Eritromisin ve streptomisin standart antibiyotikleri için, inkübasyon sıcaklığı, pH ve inkübasyon süresi değişkenleri ile ajanların etki mekanizmaları arasında pozitif bir korelasyon bulunmuştur. İnkübasyon sıcaklığının 25°C’den 49°C’ye; besiyeri pH’sının 5’den 10’a ve inkübasyon süresinin 6 saatten 24 saate artışının suş üzerindeki antibakteriyel aktivitenin artışına sebep olduğu saptanmıştır. Eritromisin için en yüksek aktivite 22.50 mm inhibisyon zonu çapı ile 49°C; pH 7.5 ve 6 saat; 25°C; pH 10.00 ve 15 saatte belirlenmiştir. Streptomisin için ise 25°C; pH 10.00 ve 15 saatte en yüksek inhibisyon zonu 27.00 mm olarak kaydedilmiştir. Varyans analizi sonuçlarına göre, eritromisin ve streptomisin aktivitelerinin arttırılmasında model istatistiksel olarak anlamlı bulunurken (p˂0.05), kloramfenikol ve tetrasiklin antibiyotikleri için istatistiksel açıdan anlamsız (p˃0.05) bulunmuştur. Streptomisin aktivitesi üzerinde inkübasyon sıcaklığının etkisi, eritromisin üzerinde ise inkübasyon süresinin etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Her iki antibiyotiğin aktivitesi üzerinde inkübasyon sıcaklığı ve pH faktörlerinin etkileşimlerinin önemli olduğu saptanmıştır.

Keywords

Yüzey yanıt metodu, Klebsiella spp, Antibiyotik

Statistical Optimization of Activities of Some Antibiotics to Klebsiella spp. by Using Box-Behnken Design

Abstract

Effects of incubation temperature (25-49C°), initiation pH of media (5-10) and incubation time (6-24 h) independent variables for enhancing antibacterial activities of erythromycin (15 µg/disc), chloramphenicol (30 µg/disc), streptomycin (10 µg/disc) and tetracycline (30 µg/disc) standard antibiotics on Klebsiella spp.were optimized by using Box Behnken design model. Antibacterial analyses were performed by Kirby-Bauer disc diffusion method. A positive correlation was found between antibacterial activity and tested independent variables for erythromycin and streptomycin antibiotics. The increases of incubation temperature, pH and incubation time in the analyzed model were caused to the increase in antibacterial activity against Klebsiella spp. The highest activity for erythromycin was 22.50 mm. This activity was observed in two different optimization testing (at 49C°; pH 7.5 and 6 h; 25C°; pH 10.00 and 15 h). The highest activity (27.00 mm) for streptomycin was recorded at 25C°; pH 10.00 and 15 h. According to variance analyses, this model was statistically significant in enhancing activities of erythromycin and streptomycin (p˂0.05), but statistically insignificant for chloramphenicol and tetracycline. The effect of incubation temperature on streptomycin activity and incubation time on erythromycin activity was statistically significant found (p˃0.05). The interactions of incubation temperature and pH factors on activity of both antibiotics were detected to be statistically significant.

Keywords

Response surface method, Klebsiella spp., Antibiotics

References

• Referans1 Babakhani, S., Shokri, S. and Baharvand M., (2015). Antibiotic resistance pattern of Klebsiella pneumoniae isolated from nosocomial infections in Aleshtar hospital, Lorestan province. Report of Health Care, 1(2), 55-59. Referans2 Cesur, S., and Demiröz, A.P., (2013). Antibiotics and the Mechanisms of Resistance to Antibiotics. Medical Journal of Islamic World Academy of Sciences, 21(4), 138-142. Referans3 Khaertynov, K.S., Anokhin, V.A., Rizvanov, A.A., Davidyuk, Y.N., Semyenova, D.R., Lubin, S.A., and Skvortsova, N.N., (2018). Virulence Factors and Antibiotic Resistance of Klebsiella pneumoniae Strains Isolated From Neonates With Sepsis, Frontiers in Medicine, 5 Article number: 225, 1-9. Referans4 Navon-Venezia, S., Kondratyeva, K., and Carattoli, A., (2017). Klebsiella pneumoniae: a major worldwide source and shuttle for antibiotic resistance. FEMS Microbiology Reviews, 41, 252-275. Referans5 Odonkor, S.T., and Addo, K.K., (2011). Bacteria Resistance to Antibiotics: Recent Trends and Challenges. International Journal of Biological and Medical Research, 2(4), 1204-1210. Referans6 Ruh, E., Gazi, U., Güvenir, M., Süer, K. and Çakır, N., (2016). Antibiotic resistance rates of Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii and Klebsiella pneumoniae isolated from a university-affiliated hospital in North Cyprus. Turk Hijyen ve Deneysel Biyololji Dergisi, 73(4), 333-344. Referans7 Saha, S., Savage, P.B., and Bal, M., (2008) Enhancement of the efficacy of erythromycin in multiple antibiotic-resistant gram-negative bacterial pathogens. The Society for Applied Microbiology, Journal of Applied Microbiology, 105, 822-828