Sıkma peynirlerinden izole edilen enterokokların tanımlanmasında MALDI-TOF-MS ve 16S rRNA sekanslamasının karşılaştırılması ve izolatların antibiyotik dirençlikleri ile antimikrobiyal aktivitelerinin belirlenmesi

GİRİŞ ve AMAÇ: Bu çalışmanın amacı, enterokokların tanımlanmasında kullanılan MALDI-TOF-MS ve 16S rRNA sekans analizlerinin karşılaştırılması ve ayrıca suşların bazı gıda patojenlerine karşı antibiyotik dirençlerine ve antibakteriyel etkilerine odaklanmaktır
YÖNTEM ve GEREÇLER: Tanımlamaları daha önceki çalışmalarda MALDI-TOF-MS yöntemi ile yapılmış 84 Enterococcus izolatının 16S rRNA bölgeleri çoğaltılarak sekanslandı. Suşların tamamı, disk difüzyon yöntemi ile 14 farklı antibiyotiğe karşı test edildi. Son olarak, izolatların çeşitli gıda patojenlerine karşı gösterdikleri antimikrobiyal etki agar spot testi ile belirlendi. Varyans analizi (ANOVA, F testi) ve antibakteriyel sonuçlar arasındaki korelasyonun belirlenmesi amacıyla SPSS 22.0.0 yazılımı (SPSS Inc., Chicago, ABD) kullanıldı.
BULGULAR: 16S rRNA sekans analizi sonucunda 33 (% 39.3) E. faecalis, 29 (% 34.5) E. faecium, 13 (% 15.4) E. durans, 4 (% 4.8) E. gallinarum, 3 (% 3.5) E. casseliflavus ve 1 (% 1.2) E. thailandicus suşu tanımlandı. İki tanımlama yöntemi arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı (p> 0.05). Nalidiksik asit, oksasilin ve streptomisin için yüksek direnç saptandı. Ek olarak, E. faecalis suşlarının, çeşitli antibiyotiklere karşı E. faecium'dan daha düşük duyarlılık gösterdiği bulundu (p <0.05). Toplamda, suşların %83.3'ünün çoklu antibiyotik direnci gösterdiği tespit edildi. Suşların antibakteriyel potansiyelinin bir sonucu olarak, tüm enterokok suşları arasında E. faecalis'in anti-listerial etkisi belirlendi (p<0.05). Bununla birlikte, L. innocua ve L. monocytogenes inhibisyonu arasında güçlü bir korelasyon saptandı. Antibakteriyel aktivitenin sonuçları incelendiğinde ise izolatların Gram-pozitif gıda patojenlerine karşı daha etkili olduğu görüldü.
TARTIŞMA ve SONUÇ: İki tanımlama yönteminden elde edilen sonuçlar arasındaki korelasyon MALDI-TOF-MS'nin enterokokların karakterizasyonu için hızlı, daha ekonomik, sağlam ve güvenilir bir yöntem olduğunu göstermektedir. Sonuçlar gıda güvenliği açısından incelendiğinde, starter kültür kullanılmadan direkt olarak çiğ sütten üretilen Sıkma peynirlerinin, çoklu antibiyotik direnci taşıyan enterokok rezervuarları olduğu görülmüştür. Çoklu antibiyotik direnci taşımayan enterokoklar, peynir üretim teknolojisindeki başlangıç kültürü kombinasyonlarında, engel teknolojileri bağlamında ise Gram-pozitif gıda patojenlerinin gelişmesini engellemek için kullanılabilir, ancak bu amaca ulaşabilmek için virülens determinantların belirlenmesi gerekmetkedir.

Comparision of two identification methods: MALDI-TOF-MS & 16s rRNA sequencing in enterococci isolated from raw milk cheeses (Sikma cheeses) and evaluating their antibiotic susceptibility and antimicrobial activity

INTRODUCTION: The aim of this study is to compare MALDI-TOF-MS and 16S rRNA sequencing used in identification of enterococci, as well as focusing on antibiotic resistances and antibacterial effects of the strains against certain food pathogens.
METHODS: The 16S region of the rRNA was amplified and sequenced for 84 Enterococcus isolates which were previously identified by MALDI-TOF-MS. All of the strains were tested for 14 different antibiotics by disc diffusion method. Within the concept of evaluating the antimicrobial activity to various food pathogens agar spot test was performed. Analysis of variance (ANOVA, F test) and the correlation between antibacterial results were performed using SPSS 22.0.0 software (SPSS Inc., Chicago, USA) to analyze between groups.
RESULTS: As a result of 16S rRNA sequencing, 33 (39.3%) were ascribed to E. faecalis, 29 (34.5%) to E. faecium, 13 (15.4%) to E. durans, 4 (4.8%) to E. gallinarum, 3 (3.5%) to E. casseliflavus and 1 (1.2%) to E. thailandicus. The difference between two identification methods has not been found to be statistically significant (p>0.05). High incidence of resistance was detected for nalidixic acid, oxacillin and streptomycin. In addition, E. faecalis strains displayed lower sensitivity to various antibiotics than E. faecium did (p<0.05). In total, 83.3% of the strains exhibited multidrug-resistant phenotypes. As a result of the antibacterial potential of the strains, anti-listerial effect of E. faecalis has been detected among all enterococcal strains (p<0.05). Along with this, a strong correlation has been found between inhibition of L. innocua and L. monocytogenes. The results of antibacterial activity revealed enterococci to be more effective against Gram-positive food pathogens.
DISCUSSION AND CONCLUSION: The correlation between the results obtained from both MALDI-TOF-MS and 16s rRNA sequencing demonstrates that MALDI-TOF-MS is a fast, more economical, robust and reliable method for characterization of enterococci. In a point of view of safety perspective, Sikma cheeses produced from raw milk without addition of starter culture are reservoirs of multiple antibiotic-resistant enterococci. Enterococci which don’t carry multiple antibiotic resistance can be used in starter culture combinations in cheese manufacturing technology to inhibit the growth of Gram-positive food pathogen bacteria within the context of hurdle technologies, however, to this end, more studies on safety perspectives, such as determining virulent determinant, are required.