Klebsiella pneumoniae kökenlerinde kolistin direncinin fenotipik ve moleküler yöntemlerle araştırılması

Abstract

Antimikrobiyal direnç, son yılların en önemli sağlık sorunlarından birisi olmakla beraber önemi her geçen gün artmaktadır. Antibiyotiklere dirençli bakterilerin hastane ortamlarında kolonize olmak suretiyle uzun süreler yaşamlarını sürdürebildikleri ve özellikle yatan hastalarda hayatı tehdit eden ciddi enfeksiyonlar oluşturabildikleri bilinmektedir. Artan direnç oranları, özellikle de karbapenem direncinin küresel çapta yayılması, nedeniyle K. pneumoniae de dahil olmak üzere bazı gram-negatif bakterilerin neden olduğu enfeksiyonlarda son tedavi seçeneklerinden birisi olarak kolistin kullanılmaktadır. Ancak görülen o ki, artan kolistin kullanımı da tıpkı diğer antibiyotiklerde olduğu gibi direnç gelişimini beraberinde getirmektedir. Günümüz itibariyle, K. pneumoniae ve A. baumannii başta olmak üzere en önemli hastane enfeksiyonu etkenlerinde kolistin direncinin artmasının ise ciddi mortalite artışına neden olduğu belirlenmiştir. Uzun süredir sadece kromozomal mutasyonlar neticesinde gerçekleştiği düşünülen kolistin direncine neden olan ve plazmidler tarafından kodlanan mcr-1 geninin varlığının 2016 yılı itibariyle duyurulmuş olması ise, plazmid kökenli direncin daha hızlı yayılabilmesi nedeniyle, soruna farklı bir boyut kazandırmıştır. Bir antibiyotiğre karşı gelişen direncin önlenmesinde, direncin doğru tanımlanması ve moleküler mekanizmalarının bilinmesi kritik önem taşımaktadır. Bu tezin amacı da, kolistin direncinin belirlenmesinde kullanılabilecek antimikrobiyal duyarlılık testlerinin standart yöntem ile karşılaştırılması yanı sıra, dirence neden olan moleküler mekanizmaların aydınlatılmasıdır. Çalışma neticesinde, denenen farklı antimikrobiyal duyarlılık testlerinin performansının standart yöntem olan sıvı dilüsyon yönteminden oldukça uzak olduğu, bununla beraber kolistinin hedefi olan lipopolisakkarit tabakanın modifikasyonundan sorumlu olabileceği düşünülen pmrA, pmrB, pmrD, pmrK, phoP ve phoQ genlerinin ekspresyon düzeylerindeki artışın dirençten sorumlu olabileceği saptanmıştır. Kolistin direnci ile sıklıkla ilişkili olduğu düşünülen ve mutasyon varlığı araştırılan mgrB geni açısından tüm kökenler doğal tip bulunmuş olup, plazmid aracılı kolistin direncini gösteren mcr-1 ve mcr-2 genlerinin varlığına rastlanmamıştır.

Antimicrobial resistance is one of the most significant health care issues of recent years with an increasing importance. Antibiotic resistant bacteria have ability to cause life-threatening infections particularly among hospitalized patients by colonizing the hospital environment. Because of the increasing level of resistance, mainly global distribution of carbapenemases, colistin is commonly used as a last resort drug to treat infections caused by gram-negative bacteria including K. pneumoniae. However, increased usage of colistin also cause an emerging resistance as we have experienced in other antibiotics before. Recently, hospital-acquired infections caused by colistin resistant bacteria such as K. pneumoniae and A. baumannii are also found being responsible for the increased mortality rates. It was believed that only chromosomal mutations are responsible for colistin resistance until the first appearence of a plasmid-borne resistance gene, mcr-1, in China by the year 2016 which makes that issue is more problematic mainly because of the plasmid-borne resistance usually disseminates rapidly. The accurate assessment of antimicrobial susceptibility tests and to understand molecular mechanisms of the resistance are essential for the prevention of resistance. The aim of this study is to compare different susceptibility testing methods with the standart method, broth dilution, and also clarify the molecular mechanism of colistin resistance. As a result of the study, none of the tested methods were found compatible with the standart method. Moreover, increased expression levels of the pmrA, pmrB, pmrD, pmrK, phoP ve phoQ genes were observed. All colistin resistant strains were found wild type for the mgrB gene which is thought may be responsible for colistin resistance. Also, no mcr-1 or mcr-2 genes which are responsible for plasmid mediated colistin resistance have been detected in any of the strains.