Listeria Standart Suşlarının Zamana Bağlı Biyofilm Oluşturma Kapasiteleri

Mikroorganizmalar doğada çevresel stres koşullarına karşı biyofilm formasyonu gibi çeşitli direnç mekanizmaları geliştirmektedirler. Biyofilmler mikrobiyal hücrelerin yüzeylere güçlü adhezyonu sonucu oluşan sesil organizasyonlardır. Biyofilm ile ilişkili hücreler ekzopolisakkarit, protein ve DNA’dan oluşan ekstraselüler matriks tarafından korunmaktadır. Gıda endüstrisinde, biyofilm oluşumu çürükçül ve patojenik mikroorganizmaların gıda yada gıda yüzeylerine tutunma olasılığından dolayı hijyen ve güvenlik sebepleri ile istenmemektedir. Gıda kökenli patojen mikroorganizmalar, gıda endüstrisinde her yıl önemli ekonomik kayıplara sebep olmaktadırlar. Gıda patojenleri arasında oldukça önemli sayılan, yirminci yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıkmış olan Listeria monocytogenes gıda, çevresel ve klinik örneklerde yaygın olarak bulunmaktadır. Gram pozitif bir bakteri olan L. monocytogenes insanlarda gıda kökenli hastalık olan listeriosis oluşumundan sorumludur. Birçok çalışma Listeria türlerinin çeşitli gıdalar ile temasta biyofilm oluşturduğunu ve ekstraselüler polimerik bileşikleri ürettiğini göstermektedir. Biyofilmler antimikrobiyal ajanlara karşı daha dirençli oldukları için Listeria türlerinin farklı yüzeylerde biyofilm oluşturma kapasitesi gıda endüstrisi için büyük önem taşımaktadır. Çalışmamızda Listeria standart suşlarının zamana bağlı biyofilm oluşturma kapasitelerinin araştırılması ve konuyla ilgili literatüre katkı sağlanması hedeflenmiştir. Çalışma için 3 farklı Listeria türüne ait 4 standart suş kullanılmıştır. Kullanılan kültürler L. monocytogenes ATCC 7644, L. monocytogenes ATCC 19111, Listeria ivanovii ATCC 19119 ve Listeria innocua 6a33090dur. Biyofilm oluşumu 96 kuyucuklu plaklar içerisinde, Christensen ve arkadaşları tarafından önerilen mikroplak metodu modifiye edilerek araştırılmıştır. Çalışmada, 6, 12 ve 24 saatlik inkübasyon sonrasında zayıf biyofilm oluşumu gözlemlenirken, 48 saatlik inkübasyon sonunda bütün standart strainlerde orta dereceli biyofilm oluşumu tespit edilmiştir. Buna bağlı olarak, biyofilm oluşumu ve zaman arasındaki ilişkinin incelenmesi sonucunda, 48 saatlik inkübasyondan sonra biyofilm oluşumunda artış gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Biyofilm, Listeria, Listeria monocytogenes, Listeriosis

Biofilm Formation Capacity of Listeria Standard Strains Depended On Time

In nature, microorganism have developed a variety of mechanisms of resistance to environmental stresses, such as the formation of biofilms. Biofilms are sessile organizations of microbial cells with a strong adherence to surfaces. Biofilm-associated cells are protected by an extracellular matrix consisting of exopolysaccharides, proteins and DNA In food industry, biofilm formation is undesirable for hygienic and safety reasons due to the possible attachment of food spoilage or pathogenic microorganisms to food or food surfaces. Foodborne pathogenic microorganism have caused the loss of millions dollars in the food industry each year. Listeria monocytogenes, which is emerged as an important foodborne pathogen in the latter part of the 20th century, is widely found in food, environmental and clinical samples. Listeria monocytogenesis a Gram-positive bacterium thatis responsible for causing the foodborne disease listeriosis humans. Several studies have demonstrated that Listeria species is able to form biofilms and produce extracellular polymeric substances on various food contacts. Since biofilms are more resistant to antimicrobial agents, the capability of Listeria species to form biofilms on different surfaces poses a major concern for the food industry. The purpose of the present study was to investigate biofilm formation capacity of Listeria standard strains depended on time and to contribute literature. For the investigation, was used 4 standard Listeria stains which are belong to 3 different Listeria species. Used cultures are L. monocytogenes ATCC 7644, L. monocytogenes ATCC 19111, Listeria ivanovii ATCC 19119 and Listeria innocua 6a33090. Biofilm formation were determined in 96-well tissue culture plates with a microtiter plate assay (MP) described by Christensen et al. with modifications. After the 6, 12 and 24 hour incubation was observed weak biofilm formation whereas moderate biofilm formation was revealed for all standard strains after 48 hour incubation. Accordingly this, as a result of the investigation to relationship between biofilm formation and time, were observed that increasing to biofilm formation after 48 hour incubation.

Keywords:

Listeria, Listeria monocytogenes, Biofilm, Listeriosis,

PDF

___

[1]. Bell C. and Kyriakides, A. LISTERIA, A practical approach to the organism and its control in food. 2 th ed. Oxford, UK: Blackwell Publishing; 2005: chap 1.
[2]. Wagner M., McLauchlin J. Biology. In Liu D. (Eds). Handbook of Listeria monocytogenes. New York, USA: CRC Press; 2008: 3-25.
[3]. Gasanov U., Hughes, D., Hansbro, P.M. Methods for the isolation and identification of Listeria spp. and Listeria monocytogenes: a review. FEMS Microbiology Reviews 2005; 29: 851-75.
[4]. Schlech W.F. Foodborne Listeriosis. Clinical Infectious Diseases 2000; 31: 770-5.
[5]. Lorber B. Listeriosis. In Goldfine H., Shen H. (Eds). Listeria monocytogenes, Pathogenesis and Host Response. New York, USA: Springer; 2007: 13-31.
[6]. Painter J., Slutsker L., Listeriosis in Human. In Ryser E.T., Marth E.H. (Eds). Listeria, Listeriosis and Food Safety. New York, USA: CRC Press; 2007: 85-109.
[7]. Özçelik N. Listeria monocytogenes’ in tanımı, bulunuşu ve neden olduğu hastalıklar. SDÜ Tıp Fakültesi Dergisi 1994; 1(1): 33-6.
[8]. O’Connor L., O’Leary M., Leonard N., Godinho M., O’Reily C., Coffey L., Egan, J., O’Mahony, R., The characterization of Listeria spp. isolated from food products and the food-processing environment. Letters in Applied Microbiology 2010; 51: 490-8.
[9]. Slama R.B., Kouidhi B., Zmanta T., Chaieb K., Bakhrouf A., Anti-Listerial and anti-biofilm activities of potential probiotic Lactobacillus strains isolated from Tunusian traditional fermented food. Journal of Food Safety 2013; 33: 8-16.
[10]. Guerrieri E., de Niederhäusern S., Messi P., Sabia C., Iseppi R., Anacarso I., Bond, M., Use of lactic acid bacteria (LAB) biofilms for the control of Listeria monocytogenes in a small-scale model, Food Control 2009; 20(9): 861–5.
[11]. Bacteriological Analytical Manual (FDA-BAM), Detection and Enumaration of Listeria monocytogenes in Food. Available at: https://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/LaboratoryMethods/ucm114664.htm
[12]. Esteban J., Molina-Manso D., Spiliopoulou I., Cordero-Ampuero J., Fernández-Roblas R., Foka A., Gómez-Barrena E., Biofilm development by clinical isolates of Staphylococcus spp. from retrieved orthopedic prostheses. Acta Orthopaedica 2010; 81: 674–9.
[13]. Landeta G., Curiel J.A., Carrascosa A.V., Muñoz R., de las Rivas B., Technological and Safety Properties of Lactic Acid Bacteria Isolated from Spanish Dry-Cured Sausages. Meat Science 2013; 95: 272-80.
[14]. Guidone A., Zotta T., Ross R.P., Stanton C., Rea M.C., Parente E., Ricciardi A., Functional properties of Lactobacillus plantarum strains: A multivariate screening study. LWT-Food Science and Technology 2014; 56: 69–76.
[15]. Szczepanski S., Lipski A., Essential oils show specific inhibiting effects on bacterial biofilm formation. Food Control 2014; 36: 224-9.
[16]. Srey S., Jahid I.K., Ha S-D., Biofilm formation in food industries: A food safety concern. Food Control 2013; 31: 572–85.
[17]. Ceri H, Olson M.E., Stremick C., Read R.R., Morck D., Buret A., The calgary biofilm device: new technology for rapid determination of antibiotic susceptibilities of bacterial biofilms. J ClinMicrobiol 1999; 37: 1771-6.
[18]. Harveya J., Keenana K.P., Gilmoura A., Assessing biofilm formation by Listeria monocytogenes strains. Food Microbiology 2007; 24: 380–92.
[19]. Sambanthamoorthy K., Feng X., Patel R., Patel S., Paranavitana C., Antimicrobial and antibiofilm potential of biosurfactants isolated from lactobacilli against multi-drug-resistant pathogens. BMC Microbiology 2014; 14: 197-205.
[20]. Borucki MK., Peppin JD., White D., Loge F., Douglas R., Call DR., Variation in biofilm formation among strains of Listeria monocytogenes. Appl Environ Microbiol 2003; 69: 7336–42.
[21]. Stepanović S., Cirković I., Ranin L., Svabić-Vlahović M., Biofilm formation by Salmonella spp. and Listeria monocytogenes on plastic surface. Lett Appl Microbiol 2004; 38: 428-32.
[22]. Doijad SP., Barbuddhe SB., Garg S., Poharkar KV., Kalorey DR., Kurkure NV., Rawool DB., Chakraborty T., Biofilm-forming abilities of Listeria monocytogenes serotypes ısolated from different sources. PLoS One 2015; 11: e0137046.
[23]. Reis-Teixeira FB., Alves VF., de Martinis EC., Growth, viability and architecture of biofilms of Listeria monocytogenes formed on abiotic surfaces. Braz J Microbiol 2017; 8382(16): 30428-2.
[24]. Pan Y, Breidt Jr F, Kathariou S, Resistance of Listeria monocytogenes Biofilms to Sanitizing Agents in a Simulated Food Processing. Environment Appl Environ Microbiology 2006; 72(12): 7711–7.