FARKLI DİRENÇ FENOTİPLERDEKİ PSEUDOMONAS AERUGINOSA İZOLATLARININ AmpC BETA-LAKTAMAZ EKSPRESYON DÜZEYLERİ

AmpC Beta-Lactamase Expression Levels of Pseudomonas aeruginosa Isolates with Different Resistance Phenotypes

Özet

Pseudomonas aeruginosa üyelerinde Enterobacteriaceae ailesinin çeşitli türlerinde bulunan kromozomal kaynaklı AmpCye benzer indüklenebilen bir AmpC sef alosporinaz bulunduğu bilinmektedir. AmpC üretimi anlamlı derecede arttığında, P.aeruginosa karbapenemler hariç bütün β-laktamlara direnç geliştirir. Bu çalışmada f arklı direnç f enotiplerindeki P.aeruginosa izolatlarının AmpC ekspresyon düzeyleri ve AmpC β-laktamaz enziminin dirence etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya dahil edilen 49 P.aeruginosa klinik izolatının antibiyotik duyarlılık testleri disk dif üzyon yöntemi ile yapılmış ve CLSI önerileri doğrultusunda değerlendirilmiştir. Minimal inhibitor konsantrasyonları otomatize VITEK 2 sistemi (bioMerieux, Fransa) kullanı- larak belirlenmiştir. İzolatlar dört f arklı gruba ayrılmıştır: 1. Grup, çoklu ilaç dirençli (ÇİD) (sef tazidim ≥64 µg/ml, piperasilin ≥128 µg/ml, imipenem ≥16 µg/ml ve gentamisin ≥16 µg/ml); 2. Grup, izole karbapenem dirençli (İKR) (imipenem ≥16 µg/ml); 3. Grup, hem karbapenem hem de kinolon dirençli (imipenem ≥16 µg/ml, siprof loksasin ≥4 µg/ml) ve 4. Grup, izole kinolon dirençli (siprof loksasin ≥4 µg/ml) izolatlar. AmpC bölgesinin transkripsiyon ürün seviyesi gerçek zamanlı polimerize zincir reaksiyonu (qPCR) yöntemiyle LightCycler cihazı (Roche, Almanya) kullanılarak belirlenmiştir. Çalışmamızda incelenen 49 P. aeruginosa klinik izolatının 23ünde (% 47) AmpC aşırı ekspresyonu tespit edilmiştir. Grup 1, 2, 3 ve 4 için ortalama ekspresyon değerleri sırasıyla 3717.66±4344.20, 6.96±13.52, 1.26±1.31 ve 0.54±0.30 olarak belirlenmiştir. Aşırı ekspresyon gösteren suşların 21i (% 91) ÇİD izolatları içeren birinci grupta görülmüş ve diğer gruplarla karşılaştırıldığında birinci grubun istatistiksel olarak anlamlı f arklılık gösterdiği saptanmıştır (p=0.001). İKR izolatların ikisinde (% 22) aşırı ekspresyon tespit edilmiştir. Üçüncü ve 4. grupta ise AmpC aşırı üretimi görülmemiştir. AmpC aşırı üretimi P. aeruginosanın karbapenem direncine tek başına etki etmemekte, ilave direnç mekanizmaları birlikteliğinde dirence katkı sağlayabilmektedir. ÇİD ve İKR izolatlarının AmpC ekspresyon düzeyleri karşılaştırıldığında; β-laktamaza daha dirençli gibi görünen karbapenemlerin antipsödomonal olarak kullanımı önerilebilir. Ayrıca kinolon dirençli 3. ve 4. grupta AmpC aşırı üretimi saptanma- mış olması AmpC β-laktamazın kinolon direnci üzerine etkisiz olduğunu düşündürmektedir. AmpC β-laktamaz direnci ile mücadelede yeni tedavi stratejileri geliştirilmeli ve AmpC gen bölgesinin ekspresyonunu düzenleyen mekanizmaların açıklanmasına yönelik moleküler çalış- malar planlanmalıdır.

Abstract

seudomonas aeruginosa carries an inducible AmpC cephalosporinase that is similar to the chromosomally encoded AmpC f ound in several members of Enterobacteriaceae. When AmpC production is signif icantly increased, P. aeruginosa develops resistance to all β-lactams excluding carbapenems. In this study, we investigated the expression level of AmpC and the eff ect of the AmpC β-lactamase enzyme on resis- tance among clinical isolates of P.aeruginosa with diff erent resistance phenotypes. The antibiotic sensitivity tests of 49 clinical isolates of P. aeruginosa included in this study were carried out using the disk diff usion method and evaluated in terms of the CLSI recommendations. VITEK 2 automated system (bioMerieux, France) was used to determine the minimum inhibitory concentrations. Four diff erent types of P. aeruginosa isolates were included in the study: Group 1, multidrug-resistant (MDR) isolates (cef tazidime ≥64 µg/ml, piperacillin ≥128 µg/ml, imipenem ≥16 µg/ml, and gentamicin ≥16 µg/ml); Group 2, one carbapenem-resistant (ICR) one (imipenem ≥16 µg/ml); Group 3, carbapenem- and quinolone-resistant isolates (imipenem ≥16 µg/ml, ciprof loxacin ≥4 µg/ml); and Group 4, one quinolone-resistant isolates (ciprof loxacin ≥4 µg/ml). The transcription product level of AmpC was detected by real-time poly- merase chain reaction (qPCR) using a LightCycler instrument (Roche Diagnostics, Germany). Among the 49 clinical P. aeruginosa isolates in our study, AmpC overexpression was detected in 23 (47 %) isolates. The mean exp- ression values in Groups 1, 2, 3, and 4 were 3717.66±4344.20, 6.96±13.52, 1.26±1.31, and 0.54±0.30, respectively. Twenty-one of 23 ove- rexpressed isolates was detected in Group 1, showing a statistically signif icant diff erence f rom the other groups (p = 0.001). Overexpression was detected in two of the nine ICR isolates (22 %). We did not determine AmpC overexpression in Groups 3 and 4. AmpC overproduction alone does not signif icantly alter the susceptibility of P.aeruginosa to carbapenems, but could certainly contribute to resistance if accompanied by additional resistance mechanisms. Comparison of AmpC expression levels between the MDR and ICR isolates indicated that carbapenems seem to be more resistant to β-lactamases and may show potential as an antipseudomonal β-lactam agent. In addition, the lack of AmpC overexpression in the quinolone-resistant isolates of Groups 3 and 4 suggests ineff ectiveness of AmpC β-lactamase toward quinolone resistance. New therapeutic strategies must be developed against AmpC β-lactamase resistance, and molecular studies should be planned to elucidate the mechanisms that regulate expression of the AmpC gene.