Tıbbi Mikrobiyolojide Kullanılan Moleküler Yöntemler
Özet
Enfeksiyon hastalıkları tüm dünyada morbidite ve mortalitenin önde gelen nedenleri arasında halen yerini korumaktadır. Tıbbi mikrobiyoloji alanında son 50 yılda önemli gelişmeler yaşanmasına karşın, zaman alıcı olmalarının yanı sıra düşük duyarlılık ve özgüllük göstermelerine rağmen kültürde üretme ve serolojiye dayalı tanı yaklaşımları maliyet etkin olmaları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı dönemde moleküler biyolojide çığır açan buluşlar gerçekleşmiş fakat bu gelişmelerin mikrobiyolojiye yansıması yüksek maliyetleri ve laboratuvar altyapısı eksikliği nedeniyle yavaş bir şekilde olmuştur. Günümüzde moleküler mikrobiyolojik yöntemler, yüksek duyarlılık ve özgüllük, hızlı sonuç verme gibi avantajların yanı sıra mikroorganizmaların saptanması ve tanımlanması, antibiyotik direnç genlerinin belirlenmesi, virulans özelliklerinin tespiti ve epidemiyolojik surveyans gibi açılımlar sayesinde mikrobiyolojide vazgeçilemez bir konuma yerleşmişlerdir. Bu yöntemler sadece bakteriyoloji de değil mikoloji ve parazitoloji gibi bazı durumlarda kesin tanı koymanın mümkün olmadığı alanlarda da önemli gelişmeler sağlamıştır. Özellikle virolojide, moleküler yöntemler viral hastalıkların tanısına ve tedavisine yönelik olarak, virusların saptanması, viral yükün belirlenmesi ve ilaç direnci çalışmalarında en çok kullanılan yaklaşımlar haline gelmiştir.
Bu bölümde, günümüzde mikrobiyolojide kullanılan moleküler biyolojik yöntemlere ilişkin temel bilgiler verilmesi ve bu yöntemlerin güncel kullanım alanlarının açıklanması hedeflenmiştir.
Referanslar
Gu B, Zhuo C, Xu X and El Bissati K. Editorial: Molecular diagnostics for infectious diseases: Novel approaches, clinical applications and future challenges. Front. Microbiol. 2023;14:1153827. doi: 10.3389/fmicb.2023.1153827
Schmitz JE, Stratton CW, Persing DH, Tang YW. Forty Years of Molecular Diagnostics for Infectious Diseases. J Clin Microbiol. 2022;60(10):e0244621. doi: 10.1128/jcm.02446-21.
Saiki RK, Scharf S, Faloona F, Mullis KB, Horn GT, Erlich HA, Arnheim N. Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia. Science. 1985:20;230(4732):1350-4.
Valones MA, Guimarães RL, Brandão LA, de Souza PR, de Albuquerque Tavares Carvalho A, Crovela S. Principles and applications of polymerase chain reaction in medical diagnostic fields: a review. Braz J Microbiol. 2009;40(1):1-11. doi: 10.1590/S1517-83822009000100001.
Weile J, Knabbe C. Current applications and future trends of molecular diagnostics in clinical bacteriology. Anal Bioanal Chem. 2009;394(3):731-42. doi: 10.1007/s00216-009-2779-8.
Vira, H., Bhat, V., & Chavan, P. Diagnostic molecular microbiology and its applications: current and future perspectives. Clin Microbiol Infect Dis. 2016; 1(1), 20-31. doi: 10.15761/CMID.1000105
Patel A, Harris KA, Fitzgerald F. What is broad-range 16S rDNA PCR? Arch Dis Child Educ Pract Ed. 2017;102(5):261-264. doi:10.1136/archdischild-2016-312049.
Saeed, K., & Ahmad, N. S. Real-time polymerase chain reaction: applications in diagnostic microbiology. International Journal of Medical Students. 2013, 1(1): 28-36. doi: 10.5195/ijms.2013.22
Markoulatos P, Siafakas N, Moncany M. Multiplex polymerase chain reaction: a practical approach. J Clin Lab Anal. 2002;16(1):47-51. doi: 10.1002/jcla.2058.
Ramanan P, Bryson AL, Binnicker MJ, Pritt BS, Patel R. Syndromic Panel-Based Testing in Clinical Microbiology. Clin Microbiol Rev. 2017;31(1):e00024-17. doi: 10.1128/CMR.00024-17.
Bustin SA, Mueller R. Real-time reverse transcription PCR (qRT-PCR) and its potential use in clinical diagnosis. Clin Sci (Lond). 2005;109(4):365-79. doi: 10.1042/CS20050086.
Wang L, Guo W, Shen H, Guo J, Wen D, Yu Y, Wu W. Plasma Microbial Cell-Free DNA Sequencing Technology for the Diagnosis of Sepsis in the ICU. Front Mol Biosci. 2021;8:659390. doi: 10.3389/fmolb.2021.659390.
Simar SR, Hanson BM, Arias CA. Techniques in bacterial strain typing: past, present, and future. Curr Opin Infect Dis. 2021;34(4):339-345. doi: 10.1097/QCO.0000000000000743.
Sabat AJ, Budimir A, Nashev D, Sá-Leão R, van Dijl Jm, Laurent F, Grundmann H, Friedrich AW; ESCMID Study Group of Epidemiological Markers (ESGEM). Overview of molecular typing methods for outbreak detection and epidemiological surveillance. Euro Surveill. 2013; 24;18(4):20380.
Neoh HM, Tan XE, Sapri HF, Tan TL. Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE): A review of the "gold standard" for bacteria typing and current alternatives. Infect Genet Evol. 2019;74:103935. doi: 10.1016/j.meegid.2019.103935.
Ralph D, McClelland M. Arbitrarily primed PCR methods for studying bacterial diseases. Methods Mol Med. 1998;15:83-102. doi: 10.1385/0-89603-498-4:83.
Urwin R, Maiden MC. Multi-locus sequence typing: a tool for global epidemiology. Trends Microbiol. 2003;11(10):479-87. doi: 10.1016/j.tim.2003.08.006.
Kwong JC, McCallum N, Sintchenko V, Howden BP. Whole genome sequencing in clinical and public health microbiology. Pathology. 2015;47(3):199-210. doi: 10.1097/PAT.0000000000000235.
Anjum MF, Zankari E, Hasman H. Molecular Methods for Detection of Antimicrobial Resistance. Microbiol Spectr 2017; 5(6). doi: 10.1128/microbiolspec.arba-0011-2017.
Strasfeld L, Chou S. Antiviral drug resistance: mechanisms and clinical implications. Infect Dis Clin North Am. 2010;24(3):809-33. doi: 10.1016/j.idc.2010.07.001.
Alahi MEE, Mukhopadhyay SC. Detection Methodologies for Pathogen and Toxins: A Review. Sensors (Basel). 2017;17(8):1885. doi: 10.3390/s17081885.
