Impact of colistin resistance on adaptive virulence mechanisms of Acinetobacter baumannii
Kolistin direncinin Acinetobacter baumannii'nin adaptif virulans mekanizmalarına etkisi
- Tez No: 926951
- Danışmanlar: PROF. DR. FÜSUN CAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mikrobiyoloji, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Tıbbi Mikrobiyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Acinetobacter baumannii'de artan kolistin direnci antimikrobiyal tedavi seçeneklerini kısıtlayan bir problem haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, A. baumannii patojeninin antimikrobiyal dirence ve çevresel strese karşı adaptasyonu boyunca değişkenlik gösteren virülans özelliklerini araştırmaktır. İki hasta grubundan oluşan bu çalışmanın ilk hasta grubunda, 2 hastadan izole edilen 2 çift kolistin duyarlı (K408,K1007) ve kolistin dirençli (K409, K1006) izolat bulunmaktadır. İkinci hasta grubu ise 21 hastadan izole edilen 21 adet (ColS=11, ColR=10) A. baumannii izolatından oluşturulmuştur. Kolistine duyarlı izolatlar in vitro ortamda 50 pasaj boyunca sadece kolistin ile ve kolistin+HgCl2 ile induklenmiştir. Kolistin duyarlı ve dirençli örnekler arasından seçilen örneklere DNA ve RNA tam genom sekansı ve fenotipik deneyler yapılmıştır. Değişime uğrayan virülans özelliklerini incelemek için karşılaştırmalı olarak SNP analizi, transkriptomik analizi, biyofilm oluşum deneyleri, C. elegans fertilite deneyi, bakteriyel aderans ve hücre içi ınvazyon deneyleri ile sitokin ekspresyon deneyleri yapılmıştır. İn vitro kolistin induklenen, K408 izolatı, klinik direncine karşılık gelen 25. Günde kolistine direnç geliştirmiş ve bir sonraki günde kolistine tekrardan duyarlı hale gelmiştir. K1007 izolatı 50 gün boyunca kolistin induklenmesine rağmen direnç geliştirmemiştir. Bunun yanısıra, kolistin ve HgCl2'nin eşzamanlı induklendiği deneyde ise K408 izolatı 3. günde, K1007 izolatı ise 5. günde kolistine direnç geliştirmiştir. Gen ekspresyon analizlerinde, ompW, ata ve adeFGH operonunun K408 G25'te istatistiksel olarak anlamlı yükselişi, 26. Jenerasyonda düşüşüyle sonuçlanmıştır. Transkriptomik analizlerde ompW geninin yüksek ekspresyona sahip olduğu görülse de, ompW proteinin K408 G25 izolatında kaybolduğu ve 26. Jenerasyonda geri kazanıldığı gözlemlenmiştir. Buna parallel olarak, K408 G25 izolatında gözlemlenen hücre membran bütünlüğünün bozukluğu ve serum direncindeki düşüş, 26. Jenerasyonda geri kazanılmıştır. ΔompW K408 susunda ise dış membran proteinlerinde (ompA, carO) ve adeFGH eflüks pompası operonunun ekspresyonunda istatiksel olarak anlamlı bir düşüş gözlemlenmiştir (p=0.0026). Bakteriyel aderans ve hücre içi ınvazyon deneyleri sonucunda, kolistin dirençli izolatların (K408 G25, K408HG3, K409) hücreye tutunma ve hücrenin içine girmekte düşük afınite gösterdiği gözlemlenmiştir. Buna parallel olarak, proenflamatuar sitokin ekspresyonu, kolistine duyarlı hücrelerde anlamlı olarak yüksek bulunmuştur (p=0.0395). İkinci çalışma grubundaki kolistin dirençli izolatlarda ise, ompW ekspresyonunun anlamlı olarak azaldığı aynı görülürken, protein bantlarının yoğunluğunda da azalma gözlemlenmiştir (p=0.004). Buna ek olarak dirençli çalışma grubunda, pmrCAB ve adeFGH operonlarının gen ekspresyonlarındaki artış istatiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p
Özet (Çeviri)
Colistin resistance in Acinetobacter baumannii is an emerging problem that limits antimicrobial therapy options. In this study, we aimed to identify the adaptation of A. baumannii to antimicrobial and environmental stress by interchanging virulence traits. This study included two patient cohorts. The first cohort consists of 2 pairs of colistin-susceptible (K408, K1007) and colistin-resistant (K409, K1006) clonal isolates from 2 individual patients. The second cohort consists of 21 isolates (ColS=11, ColR=10) from 21 patients. Colistin susceptible isolates were exposed to in vitro colistin induction for 50 generations with and without exposure to HgCl2. The selected cell populations of colistin-susceptible, resistant, and in vitro-resistant induced isolates were subjected to DNA and RNA sequencing and phenotypic assays. Comparative virulence traits were examined using SNP analysis, transcriptomic analysis, biofilm formation assay, C. elegans fertility assay, bacterial adherence, cellular internalization, and cytokine expression assays. In the in vitro colistin induction assay, K408 gained colistin resistance on the corresponding day of clinical resistance (K408-G25) and got resensitized to colistin in the consecutive generation (K408-G26) while K1007 did not gain colistin resistance amongst 50 generations. On the other hand, in the in vitro colistin and HgCl2 co-exposure, K408 and K1007 developed resistance on 3rd generation and 5th generation, respectively. A significant upregulation of ompW, ata, and adeFGH genes on K408-G25 was followed by a downregulation upon resensitization to colistin (G26). Despite the upregulation of the ompW gene in transcriptomic analysis, the ompW protein disappeared on K408-G25 and recovered in the resensitized generation (G26). In parallel, disrupted cell membrane integrity and serum resistance activity were recovered in K408-G26. The ΔompW K408 strain exhibited significant downregulation of OMPs (ompA, carO) and adeFGH efflux pump operon (p=0.0026). Bacterial adherence and intercellular internalization assays revealed that colistin-resistant isolates (K408 G25, K408HG3, K409) exhibited lower affinity of adherence and invasion compared to the colistin susceptible cells. In parallel, proinflammatory cytokine expression was significantly higher in colistin susceptible cells (p= 0.0395). In the 2nd cohort, ompW was significantly downregulated with lower protein abundance (p=0.004). Additionally, in the resistant cohort, the pmrCAB and adeFGH operons were significantly upregulated (p
Benzer Tezler
- Hastanede yatan hastalardan izole edilen proteus türlerinin direnç paterni, hasta özellikleri ve risk faktörlerinin araştırılması
Investigation of resistance pattern, patient characteristics and risk factors of proteus species isolated from hospitalized patients
ÇAĞLAR IRMAK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik MikrobiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiEnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMA ALP ÇAVUŞ
- Propofol ve midazolamın acinetobacteri baumannii üzerine antibakteriyel etkinliğinin in vitro araştırılması
In vitro investigation of antibacterial efficacy of propofol and midazolam on acinetobacteri baumannii
SAVAŞ KAVAK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Anestezi ve ReanimasyonFırat ÜniversitesiAnesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİZE BEŞTAŞ
- Endotrakeal tüp üzerinde oluşmuş pseudomonas aeruginosa biyofilmi üzerine kolistin ve ambroksolün etkisi
The impact of colistin and ambroxol on pseudomonas aeruginosa biofilm formed on the endotracheal tube
NESİL BAYRAKTAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon HastalıklarıAnkara ÜniversitesiEnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BALIK
- Yoğun bakım ünitesinde kolistin kullanımının uygunluğunun değerlendirilmesinde klinik eczacının rolü
The role of the clinical pharmacist in the evaluation of appropriate use of colistin in the intensive care unit
ASLINUR ALBAYRAK
Eczacılıkta Uzmanlık
Türkçe
2021
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiKlinik Eczacılık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BENSU KARAHALİL
- Kahramanmaraş depremi sonrası yoğun bakımda takibi yapılan depremzede hastaların yoğun bakım ünitesi enfeksiyonlarına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of earthquake victims hospitalized in intensive care unit after the Kahramanmaraş earthquake on infections in the intensive care unit
HASAN YONCA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik MikrobiyolojiSağlık Bilimleri ÜniversitesiEnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT SAVAŞÇI