Çeşitli yöntemlerle sentezlenen ZnO nanoparçacıkların S. aureus üzerine antimikrobiyal etkilerinin incelenmesi

Bu çalışmada, çinko oksit nanoparçacıkları (ZnO-NP) çevre dostu biyosentez ve kimyasal sentez yöntemleriyle sentezlenmiştir. Kimyasal sentezde Sol-Jel yöntemi kullanılmış ve bu yöntemde çinko asetat dihidrat (Zn(C₂H₃O₂)₂·2H₂O) tercih edilmiştir. Biyosentez yönteminde ise Rhodopseudomonas palustris suşuna ait hücre ve süpernatantın kurutulmuş ve yakılmış formları kullanılarak ZnO-NP'leri elde edilmiştir. Biyolojik sentez sürecinde farklı çinko tuzları (çinko asetat dihidrat (Zn(C₂H₃O₂)₂·2H₂O), çinko sülfat heptahidrat (ZnSO₄·7H₂O) ve çinko nitrat hekzahidrat (Zn(NO₃)₂·6H₂O)) kullanılmıştır. Farklı çinko tuzlarının kullanımı, sentez verimi, parçacık morfolojisi ve ZnO-NP'lerin yapısal özellikleri üzerindeki etkileri açısından değerlendirilmiştir. Sentezlenen nanoparçacıkların fiziksel ve kimyasal özellikleri Tarama Elektron Mikroskobu (FESEM), Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (EDX), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FT-IR) ve UV-VIS Spektrofotometrisi teknikleriyle karakterize edilmiştir. Ayrıca bu nanoparçacıkların Staphylococcus aureus ATCC 25923 bakterisi üzerindeki antibakteriyel ve antibiyofilm etkileri değerlendirilmiştir. Üretilen nanoparçacıkların S. aureus üzerindeki antibakteriyel ve antibiyofilm etkileri değerlendirilmiştir. Antibakteriyel aktivitenin belirlenmesinde kullanılan agar difüzyon testinde, en yüksek etkinlik 2,5 cm'lik inhibisyon zonu ile KS grubunda gözlemlenmiştir. Buna karşılık, KSA, KSN ve KSS gruplarında inhibisyon zon çapları 1,2 cm olarak belirlenmiştir. Diğer nanoparçacık gruplarında ise zon çapları 1 cm'nin altında kalmıştır. YHA, YSA ve YHS gruplarında ise herhangi bir antibakteriyel aktivite gözlemlenmemiştir. Ayrıca gerçekleştirilen biyofilm oluşumuna yönelik analizler sonucunda, YHA, YSA ve YHS gruplarının pozitif kontrol ile benzer düzeyde biyofilm oluşumuna yol açtığı tespit edilmiştir. Bu bulgular, söz konusu grupların antibiyofilm etkinlik göstermediğini desteklemektedir. S. aureus üzerine etkili minimum inhibisyon konsantrasyonu (MIC) değerleri çoğunlukla 150, 100 ve 75 µg/mL olarak belirlenmiş olup, minimum bakterisidal konsantrasyon (MBC) testleri ile bu bulgular doğrulanmıştır. Çalışmada ayrıca, etkili ZnO-NP'lerin S. aureus'un biyofilm ile ilişkili genlerinin (icaA, icaB, icaC, icaD, fnbA, fnbB, clfA, clfB, fib, ebps, eno, cna, agrA, agrB) ekspresyon düzeylerine etkisi RT-qPCR ile analiz edilmiştir. Buna göre, KS, KSA, KSN ve KSS nanoparçacıklarının varlığında ica, fib, ebps, clfB, fnbB genlerinin ekspresyon düzeylerinde anlamlı değişikliklerin olduğu belirlenmiştir. Özellikle, KS naoparçacığı varlığında icaB, icaC ve ebps; KSA naoparçacığı varlığında icaB ve clfB; KSN naoparçacığı varlığında icaD ve icaC; KSS naoparçacığı varlığında ise clfB ve fnbB genlerinin ekspresyon düzeyleri anlamlı şekilde azalmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Nanoteknoloji, biyoteknoloji, nanoparçacık, Staphylococcus aureus, biyofilm