Yoğun bakım hastalarının idrar kültürlerinden izole edilen escherichia coli suşlarında fimh single nükleotid polimorfizmi araştırılması

Abstract

Üriner sistem enfeksiyonu (ÜSE), insanlarda en sık morbiditeye yolaçan ve sağlık alanında ciddi harcamalara neden olan enfeksiyonlardanbiridir. Üriner sistem enfeksiyonları üriner sistemin farklı bölümlerini etkiler veenfeksiyon bölgelerine göre çeşitli hastalık gruplarına ayrılır. Asemptomatikbakteriüriden, sepsise yol açabilecek akut piyelonefrite kadar değişebilen çokfarklı klinik formları tanımlar. Üriner sistem enfeksiyonları nozokomialenfeksiyonlar içerisinde de sıklık açısından birinci sırada yer alır. Yoğunbakım ünitelerinde pnömonilerle beraber en sık görülen iki enfeksiyondanbiridir. Üropatojenik Escherichia coli suşları, üriner sistem enfeksiyonugeçiren hastaların yaklaşık %80'inde birincil patojen olarak kabuledilmektedir. Bakterilerin konak hücrenin yüzeyine yapışması;kolonizasyonun ve enfeksiyonun asıl başlangıç aşamasıdır. Tip1 fimbriaadezyonu, üropatojenik Escherichia coli'lerin üriner sistem epiteline yapışmamekanizmasında çok önemli olan ve en iyi tanımlanan bakteriyeladezyonlardır. FimH proteini Tip1 fimbrianın ucunda yer alan yapışmaproteinidir ve üriner sistemde üropatojenik Escherichia coli 'lerin patogenezmekanizmasında önemli bir rol oynar. İdrar yolunun epitel hücrelerindebulunan α-D-mannosile edilmiş glikoproteinlere bağlanmaya aracılık eder.FimH alt ünitesinin farklı fenotipik varyantları üriner sisteminkolonizasyonunda ve üriner sistem enfeksiyonu patojenitesinde bakterilereönemli avantajlar sağlar. FimH' nın fenotipik varyantları temel olarak fimHgenindeki tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP) sonucudur. Çalışmamızdayoğun bakım hastalarının idrar kültürlerinden izole edilen E.coli suşlarındafimH gen bölgesindeki olası SNP'lerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmamıza Haziran 2017-Haziran 2018 tarihleri arasında RecepTayyip Erdoğan Üniversitesi Eğitim Araştırma Hastanesi MikrobiyolojiLaboratuvarına enfeksiyon süphesi ile dahiliye yoğun bakım, cerrahi yoğun iiibakım, koroner yoğun bakım, kalp damar cerrahisi yoğun bakım,anaesteziyoloji ve reanimasyon yoğun bakım ünitelerinden gönderilen idrarörneklerinden üreyen 34 E.coli suşu dahil edildi. fimH pozitif suşlara dizianalizi yapıldı. Sekans sonuçları, Escherichia coli ATCC 700415 referanssuşu kullanılarak; Clustal 2.1 Multiple Sequence Alignment' te filogenetikanaliz yapıldı.34 E.coli suşundan 32 sinde fimH pozitif bulundu. 100-500 bparasında toplam 42 polimorfik bölge saptandı.Bu SNP'lerin bakterinin virulansına ne tür bir katkı sunduğunugöstermek için daha ileri çalışmalar yapılması gerekmektedir. Bizimyaptığımız çalışmanın ışığında, FimH proteinlerinin aminoasit dizi analizininyapılması ve ortaya çıkan değişikliklerin üriner sistemin epitel hücrelerineyapışma eğilimleri üzerine etkisinin belirlenmesinin patogenezinanlaşılmasına çok büyük katkılarının olacağına inanmaktayız.

Urinary tract infections (UTI) are among the most common causes ofmorbidityin humans and cause serious expenditures in healthcost. UTI affectdifferent parts of the urinary system and are divided in to disease groupsaccordingly. UTI identify very different clinical forms which may vary fromasymptomatic bacteriuria to acute pyelonephritis which may lead to sepsis.UTI rank first in terms of frequency among nosocomial infections togetherwith pneumonia, they are the most common infections in intensive care units.Uropathogenic Escherichia coli strains are considered as the primarypathogens in approximately 80% of patients with UTI. The initial stage ofcolonization and infection involve bacteria adhering to the surface of the hostcell. The type 1 fimbria of uropathogenic Escherichia coli is the mostimportant and well-defined bacterial structure facilitating adhesion to theurinary tract epithelium. The tip of the type 1 fimbria is formed by the fimHprotein, which is one of the virulence factors for uropathogenesis. FimHmediates the binding of Type 1 fimbria to the α-D-mannosylatedglycoproteins in the epithelial cells of the urinaryt ract. Different phenotypicvariants of the FimH subunit provide significant advantages to bacteria in thecolonization and the pathogenesis. Phenotypic variants of FimH result mainlyfrom single nucleotide polymorphisms (SNP) of the fimH gene. In our study, itwas aimed to determine possible SNPs in the fimH gene region in E.colistrains isolated from urine cultures of intensive care patients.In this study, 34 Escherichia coli strains were isolated from urinesamples sent from the intensive care units of internal medicine, surgery,cardiology, cardiovascular surgery, anaesthesiology and reanimation withsuspicion of infection to the Microbiology Laboratory between June 2017andJ une 2018 were included. Sequencing was performed for the fimHpositive strains. Using the sequence of Escherichia coli ATCC 700415 as vreference, phylogenetic analysis was performed in Clustal 2.1 MultipleSequence Alignment.fimH was positive in 32 of 34 E. coli strains. A total of 42polymorphic regions were detected that lied between 100-500 bp.Further studies are required to demonstrate the extent to whichthese SNPs contribute to the virulence of bacteria. In light of this study, webelieve that the amino acid sequence variations of the FimH proteins can bematched with their adherence potency to th epithelial cells and thus theircontribution to uropathogenesis.