عنوان

مطالعه مکانیسم های دخیل در کاهش حساسیت به تایگی سایکلین در باکتری اشریشیا کلای

پ۲۶۶۹۵

per

مطالعه مکانیسم های دخیل در کاهش حساسیت به تایگی سایکلین در باکتری اشریشیا کلای

یلدا شوقی

علوم طبیعی

1401

۹۸ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

میکروبیولوژی گرایش میکروب های بیماری زا

۱۴۰۱/۰۳/۰۴

افزایش باکتری¬های مقاوم به چند دارو در سطح جهانی به نرخ رشد هشدار دهنده¬ای رسیده است و درک مکانیسم-های ایجاد کننده مقاومت برای شناسایی درمان¬های جدید، ضروری است. تایگی¬سایکلین که یک عامل ضدمیکروبی با عنوان آنتی¬بیوتیک گزینه آخر است، برای درمان عفونت¬های جدی ناشی از انتروباکتریاسه مقاوم به چند دارو مورد استفاده قرار می¬گیرد. از این رو با توجه به اهمیت مقاومت به این آنتی¬بیوتیک، هدف از این مطالعه، تعیین و بررسی عوامل و مکانیسم¬های دخیل در کاهش حساسیت به تایگی¬سایکلین در اشریشیا کلای بود.سه سویه اشریشیا کلای حساس به تایگی¬سایکلین (TGC) انتخاب شده و با در معرض قرار دادن در حضور غلظت¬های افزایشی TGC به این آنتی¬بیوتیک مقاوم شدند. تغییرات ژنتیکی مرتبط با کاهش حساسیت به TGC با استفاده از توالی¬یابی کل ژنوم شناسایی شد. هزینه سازگاری (fitness cost) کسب مقاومت بهTGC با بررسی نرخ نسبی رشد و همچنین امکان بروز مقاومت متقاطع به سایر آنتی¬بیوتیک¬ها با روش دیسک دیفیوژن مورد بررسی قرار گرفت.در مقایسه با سویه¬های والدی حساس، کمترین غلظت بازدارنده TGC در جهش¬یافته¬های به دست آمده، 8 تا 32 برابر افزایش یافته بود. جهش¬های غیرفعال کننده (تغییر چارچوب یا بی¬معنی) یا جایگزینی¬های آمینواسیدی در ژن¬های کد کننده پروتئین¬های با عملکرد مختلف نظیر پمپ افلاکس AcrAB یا تنظیم کنندگان آن (lon, marR)، آنزیم¬های بیوسنتز هسته مرکزی LPS (waaQ, eptB)، پروتیئن S9 ریبوزومی (rpsI) و زیر واحد بتاRNA پلیمراز (rpoB)، شناسایی شد. در اکثر موارد کسب مقاومت به TGC با یک هزینه سازگاری همراه بود. در حالی که توسعه مقاومت به TGC با مقاومت متقاطع به سایر اعضای خانواده تتراسایکلین و کلرامفنیکل همراه بود، افزایش حساسیت به نیتروفورانتوئین در بین جهش¬یافته¬های با LPS فاقد هپتوز III شناسایی شد.در نهایت می¬توان نتیجه گرفت که مقاومت به TGC در بین جهش¬یافته¬های مورد مطالعه، چند عاملی بوده و خروج و دفع آنتی¬بیوتیک توسط سیستم¬های پمپ افلاکس به عنوان رایج¬ترین مکانیسم شناخته شد. مسیر بیوسنتز هسته داخلی LPS و همچنین پروتئین S9 ریبوزومی هم می¬توانند اهداف اضافی و مکمل برای ایجاد مقاومت به TGC باشند.

Abstract:The increase in multidrug-resistant bacteria has reached an alarming rate globally making it necessary to understand the underlying mechanisms mediating resistance in order to discover new therapeutics. Tigecycline (TGC), is a last-resort antimicrobial agent for the treatment of serious infections caused by extensively drug-resistant Enterobacteriaceae. Therefore, due to the importance of resistance to this antibiotic, the aim of this study was to determine and investigate the factors and mechanisms involved in reducing sensitivity to tycycycline in Escherichia coli.Three TGC susceptible E. coli isolates were exposed to increasing concentrations of TGC to develop resistance to this agent. The genetic alterations associated with reduced susceptibility to TGC were identified using whole genome sequencing. The fitness cost of TGC resistance acquisition as well as incidence of cross-resistance to other antimicrobials were investigated by determination of relative growth rate as well as disk diffusion respectively.The TGC MICs of in vitro selected mutants were elevated 8 to 32 times compared to ancestral strains. Inactivating mutations (frameshift and nonsense) or amino acid substitutions, were identified in genes encoding proteins with divers functions including AcrAB efflux pump or its regulators (lon, marR), LPS inner core biosynthesis enzymes (waaQ, eptB), ribosomal S9 protein (rpsI) and RNA polymerase β subunit. In most cases but not all, acquisition of TGC resistance was associated with a fitness cost. While TGC resistance development was associated with cross-resistance to other members of tetracycline family and chloramphenicol, hypersensitivity to nitrofurantoin was identified among heptose III-less LPS mutants.TGC resistance among the studied mutants was found to be multifactorial with extrusion by efflux transports being the most common mechanism. The LPS inner core biosynthesis pathway as well as ribosomal S9 protein could be additional targets for TGC resistance.

Analysis of Mechanisms involved in Reduced Susceptibility to Tigecycline in Escherichia coli

‏شوقی،

‏ یلدا

تهيه کننده

‏هائیلی،

‏مهری

استاد راهنما

‏ تبریز