بررسی مکانیسم های مولکولی مقاومت به آنتی بیوتیک کولیستین در باکتری Klebsiella pneumoniae
Assessing the molecular mechanisms of colistin resistance in Klebsiella pneumoniae
/افسانه جوانی
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۶
، میرزائی
۱۰۰ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
زیست شناسی گرایش بیوشیمی
۱۳۹۶/۱۱/۱۸
تبریز
آنتی بیوتیک کولیستین یکی از آخرین گزینه های درمانی برای مبارزه با عفونت های ناشی از باکتری های گرم منفی مقاوم به چند دارو، به ویژه کلبسیلا پنومونیه می باشد .اگرچه مقاومت به کولیستین به ندرت اتفاق می افتد ولیکن مقاومت به آن در چند مورد از باکتری های گرم منفی گزارش شده است .در این پروژه مکانیسم های مقاومت به آنتی بیوتیک کولیستین در ۲۰ جدایه ی مقاوم و ۳ جدایه ی حساس بررسی شدند .وجود ژن های مقاومت کد شونده توسط پلاسمید۱- mcr،۲- mcr،mcr - ۳وmcr - ۴در جدایه های مورد مطالعه به روش PCR بررسی شد .همچنین توالی نوکلئوتیدی ژن های pmrA ، pmrB ، mgrB ، phoP و phoQ تعیین شد .به منظور بررسی ارتباط بین مقاومت به کولیستین و افزیش بیان اپرون های pmrHFIJKLM وpmrCAB ، سطح رونویسی ژن های pmrK و) pmrC کدکننده ی آنزیم های تغییر دهنده ی ( LPS به روشqPCR - RTمورد بررسی قرار گرفت .هیچ کدام از ژن های پلاسمیدی در جدایه های مورد مطالعه شناسایی نشدند .در ۱۵ جدایه مقاوم(۷۵ درصد (غیرفعال شدن ژن mgrB به واسطه ی موتاسیون ها و وارد شدن عناصر الحاقی مشاهده شد .عناصر الحاقی شامل خانواده هایlike - IS۵وlike - IS۱بودند که عمدتا مناطق کد کننده ی ژن mgrB و تنها در یکی از جدایه ها منطقه ی پروموتر ژن mgrB را مورد هدف قرار دادند .تست تکمیلی انجام شده با تیپ وحشی ژن mgrB قادر به بازگشت فنوتیپ وحشی) حساسیت به کولیستین (در جدایه های با تغییرات ژنتیکی در این ژن بود .هیچ یک از جدایه های مورد مطالعه در این پروژه، تغییری در ژن های pmrA ، phoP و phoQ نداشتند .همچنین به روش تست تکمیلی نشان داده شد که جایگزینی های ژنتیکی ایجاد شده در ژن pmrB در مقاومت به کولیستین نقشی ندارند .مقاومت به کولیستین با افزیش بیان اپرون های pmrHFIJKLM و pmrCAB مرتبط بود طوریکه ژن های pmrK و pmrC به ترتیب در ۲۰ و ۱۲ سویه مقاوم به کولیستین افزایش بیان داشتند .نتایج ما نشان داد که تغییرات پروتئین MgrB مکانیسم اصلی دخیل در مقاومت به کولیستین در جدایه های کلبسیلا پنومونیه ی ایرانی است
Colistin is one of the last-resort therapeutic agents to combat multidrug-resistant Gram negative bacteria (GNB) including Klebsiella pneumoniae. Although it happens rarely, resistance to colistin has been reported for several GNB. A total of 20 colistin resistant (col-R) and three colistin susceptible (col-S) clinical isolates of K. pneumoniae were studied to explore the underlying mechanisms of colistin resistance. The presence of plasmid encoded resistance genes, mcr-1, mcr-2, mcr-3, and mcr-4 genes were examined by PCR. The nucleotide sequences of pmrA, pmrB, phoP, phoQ, and mgrB genes were determined. To evaluate the association between colistin resistance and upregulation of pmrHFIJKLM and pmrCAB operons, transcriptional level of the pmrK and pmrC genes encoding for lipopolysaccharide target modifying enzymes was quantified by RT-qPCR analysis. None of the plasmid encoded resistance genes were detected in the studied isolates. Inactivation of MgrB due to nonsense mutations and insertion of IS elements was observed in 15 col-R isolates (75 ). IS elements (IS5-like and IS1-like families) most commonly targeted the coding region and in one case the promoter region of the mgrB. Complementation with wild-type MgrB restored colistin susceptibility in isolates with altered mgrB. All col-R isolates lacked any genetic alterations in the pmrA, phoP, and phoQ genes and substitutions identified in the pmrB were not found to be involved in resistance conferring determined by complementation assay. Colistin resistance linked with upregulation of pmrHFIJKLM and pmrCAB operons with the pmrK and pmrC being overexpressed in 20 and 12 col-R isolates, respectively.Our results demonstrated that MgrB alterations are the major mechanism contributing to colistin resistance in the tested K. pneumoniae isolates from Iran
Assessing the molecular mechanisms of colistin resistance in Klebsiella pneumoniae