Comparison of biomaterials in ability for gene expression levels of ALS1 and HWP1 in candida albicans and ICA1 in Staphylococcus epidermidis

Biyomaddelerin candida albicans ALS1 ve HWP1 ve Stapylococcus epidemidis İCA1 gen ifadesi üzerine etkilerinin karşilaştirilmasi

Sezen BOLAT,Ayşe KALKANCI,Murat DİZBAY,Kayhan ÇAĞLAR,Işıl FİDAN,Semra KUŞTİMUR,ÖZLEM GÜZEL TUNÇCAN

Özet

Bu çalışma lateks-silikon kaplı, polivinil klorid, polivinilprolidon kaplı poliüretan ve poliüretan kateterlerin in-vitro biyofilm modelinde adezyon genlerinin ifadelenmesine etkilerini karşılaştırmak için düzenlenmiştir. Candida albicans’ın “aglutinin-like sequence” (ALS1), “hypha-spesific surface protein” (HWP1) genleri ve Staphylococcus epidermidis’in “intracellular adhesion” (ICA1) geni hedeşenmiştir. Dört farklı biyolojik madde ile dört farklı biyofilm modeli oluşturulmuştur. biyofilm katmanı kateter yüzeyinden sıyrılmış ve bu kitleden genomik mRNA izole edilerek gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) cihazında ölçülmüştür. Silikon kaplı idrar sondası yüzeyinde oluşan biyofilmde ALS1 ve HWP1 genlerinin kopya sayıları ortalaması, sırasıyla 2.50x105 ve 1.30x104 olarak, ICA geni kopya sayısı ortalama 1.80x105 kopya/ml olarak bulunmuştur. Yapısı polivinil klorid olan trakeal tüp yüzeyinde oluşan biyofilmde ALS1 ve HWP1 genlerinin kopya sayıları ortalaması, sırasıyla 7.56x106 ve 6.88x105 kopya/ml olarak, ICA gen kopya sayısı ortalaması ise 4.20x105 kopya/ml bulunmuştur. Polivinilprolidin kaplı poliüretan malzemeden yapılan nazogastrik tüp ve poliüretan malzemeden yapılan aspirasyon sondası yüzeyinde biyofilm oluşmadığı ve bu malzeme ile karşılaştırılan C.albicans örneğinde ALS1 ve HWP1 ile S.epidermidis örneğinde ICA gen ifedelerinin bulunmadığı gösterilmiştir. Polivinilprolidin kaplı poliüretan yüzeyde ALS 2.70x102, HWP1 2.27x101 ve ICA1 2.30x101 düzeyinde iken, poliüretan yüzeyinde ALS1, HWP1 ve ICA genleri sırası ile 1.50x101, 1.20x101 ve 3.10x101 bulunmuştur. Adezyon genleri polivinil klorid sonda yüzeyinde silikon olandan daha yüksek oranda gösterilmiştir. En düşük gen ifadelenmesi polivinilprolidon kaplı poliüretan kateter ve tek başına poliüretan yapılı kateterlerde gösterilmiştir. Kullanılan malzemelere bağlı olarak adezyon genlerinin arasında fark bulunması, klinik kullanımda bazı malzemelerin tercih edilmesini ve bazılarından sakınılmasını sağlayabilir.

Abstract

This study describes a comparison of latex-silicone coated, polyvinyl chloride, polyvinylpyrolidone coated polyurethane and polyurethane catheters for the delivery of adhesion genes in an in vitro biofilm model. Aglutinin-like sequence (ALS1), hypha-specific surface protein (HWP1) genes of Candida albicans and intracellular adhesion (ICA1) gene for Staphylococcus epidermidis were targeted. Four different biofilm models were constructed on four different bio-materials. Biofilm mass was separeted from the surface of the catheter and genomic mRNA was isolated. It was quantified in a real time PCR assay. ALS1 and HWP1 gene copy numbers were found to be 2.50x105, 1.30x104 copy/ml, respectively, and ICA1 gene copy number was found to be 1.80x105 copy/ml on the biofilm of the urinary catheters latex-silicone coated material. ALS1 and HWP1 gene copy numbers were found to be 7.56x106, 6.88x105 copy/ml, respectively, and ICA gene copy number was found to be 4.20x105 copy/ml on the biofilm removed from endotracheal tube, made from polyvinyl chloride. biofilm formation was not seen and biofilm associated C.albicans ALS1, HWP1 and S.epidermidis ICA genes were not expressed on the surface of nasogastric tube made from polyvinylpyrolidone coated polyurethane and the aspiration catheter made from polyurethane. In the PVP slime model, mean copy number was 2.70x102, 2.27x101 and 2.30x101 for ALS1, HWP1 and ICA, respectively. Mean copy number of adhesion genes on PUC were 1.50x101, 1.20x101 and 3.10x101 for ALS1, HWP1 and ICA, respectively. Adhesion genes were found as expressed in higher levels on the polyvinyl chloride catheter than those in siliconized one. Minimum gene expression levels were detected in polyvinylpyrolidone coated polyurethane and polyurethane catheters. It may result in the preferation of one material from other in the clinical use because of the different gene expression levels on the surface of these biomaterials.