Enterobacteriaceae İzolatlarında Karbapenem Heterodirencinin Araştırılması

Abstract

GİRİŞ VE AMAÇ: Heterodirenç, çeşitli antibiyotiklerde direnç gelişmesinin bir ön adımıdır ve karbapenem gibi son çare kabul edilen antibiyotiklerde önemli hale gelir. Çalışmamızın amacı, Enterobacteriaceae izolatlarında karbapenem heterodirencinin sıklığını ve bu direncin altında yatan moleküler mekanizmaları araştırmaktır. GEREÇ VE YÖNTEM: Ondokuz Mayıs Üniversitesi Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji laboratuvarına 01.01.2021-03.12.2022 tarihleri arasında gönderilen örneklerden izole edilen Enterobactericeae izolatları (n:173) kullanılmıştır. Bu izolatlarda disk difüzyon ve popülasyon analizi profili (PAP) yöntemleri kullanılarak karbapenem heterodirenci araştırılmıştır. Karbapenemaz genlerinin (blaKPC, blaOXA-48, blaVIM, blaIMP, blaNDM) varlığı multipleks PZR ile araştırılmıştır. Heterodirençli bulunan bir izolat üzerine tüm genom dizileme uygulanmıştır. BULGULAR: Yapılan disk difüzyon testinde imipenem, meropenem ve ertapenem disklerinin inhibisyon bölgesinde, sırasıyla 24 (%13,8), 17 (%9,8) ve 11 (%6,3) izolatta üreme gözlenmiştir. PAP yöntemiyle 5 (%2,8) izolatta imipeneme karşı heterodirenç saptanmıştır. Multipleks PZR yöntemiyle araştırılan karbapenemaz genleri izolatlarda saptanmamıştır. Tüm genom dizileme ile elde edilen bilgilere göre antimikrobiyal direncine neden olan genler, 155 nolu suşun duyarlı ana ve dirençli alt popülasyonu için benzer ve blaACT-7 ve fosA olarak bulunmuştur. Ayrıca dirençli alt popülasyonların ompC ve ompF genlerinin dizi analizlerinde referans genoma göre farklılık saptanmıştır. TARTIŞMA VE SONUÇ: Sonuçlarımız, geleneksel antibiyotik duyarlılık testleriyle karbapenem duyarlı bulunan izolatların, düşük prevalansla dirençli alt popülasyonlara sahip olabileceğini ve karbapenemaz üretmeyen izolatların da heterodirenç gösterebileceği saptamıştır. Duyarlı ana ve dirençli alt popülasyonlarının tüm genom dizileri karşılaştırıldığında saptanan farklılıklarında heterodirence neden olabileceği düşünülmüştür.OBJECTIVE: Heteroresistance is a preliminary step in the development of resistance in a variety of antibiotics and becomes important in antibiotics of last resort, such as carbapenems. The aim of our study is to investigate the frequency of carbapenem heteroresistance in Enterobacteriaceae isolates and the molecular mechanisms underlying this resistance. MATERIALS AND METHODS: Enterobactericeae isolates (n:173) isolated from samples sent to Ondokuz Mayıs University Hospital Medical Microbiology laboratory between 01.01.2021-03.12.2022 were used. Carbapenem heteroresistance was investigated in these isolates using disc diffusion and population analysis profile (PAP) methods. The presence of carbapenemase genes (blaKPC, blaOXA-48, blaVIM, blaIMP, blaNDM) was investigated by multiplex PCR. Whole genome sequencing was performed on an isolate found to be heteroresistant. RESULTS: In the disk diffusion test, 24 (13.8%), 17 (9.8%) and 11 (6.3%) isolates grew in the inhibition zone of imipenem, meropenem and ertapenem disks, respectively. Heteroresistance to imipenem was detected in 5 (2.8%) isolates by PAP method. Carbapenemase genes investigated by multiplex PCR method were not detected in the isolates. According to the information obtained by whole genome sequencing, the genes causing antimicrobial resistance were similar for the susceptible main and resistant subpopulations of strain 155 and were found to be blaACT-7 and fosA. In addition, the sequence analysis of ompC and ompF genes of the resistant subpopulations showed differences compared to the reference genome. CONCLUSION: Results showed that isolates found to be susceptible by antibiotic susceptibility tests may have resistant subpopulations with low prevalence and isolates that do not produce carbapenemase may also show heteroresistance. When the genome sequences of the main susceptible and resistant subpopulations were compared, it was thought that the differences detected may cause heteroresistance