Current approaches to explain the virulence of acinetobacter baumannii

Abstract

Acinetobacter baumannii which is one of the most frequent nosocomial pathogens, has drawn attention in the last years owing to multi-drug resistant strains. A.baumannii may give rise to nosocomial epidemics especially in intensive care units and may lead to treatment failure due to its increasing antimicrobial resistance. These gram-negative non-fermentative coccobacilli may be encountered also in community associated infections. However, they are frequently isolated in pneumonia, urinary tract infection, bacteremia, meningitis and wound infections that develop in patients hospitalized for serious diseases. Although detailed data about the epidemiology and antimicrobial resistance patterns related to this bacteria exist, relatively limited data is present about the virulence factors and environmental physiology of A.baumannii. The role of some bacterial virulence factors in the pathogenesis of Acinetobacter infections have been enlightened by recent investigations. Among these virulence factors, production of extracellular enzymes with lipolytic and cytolytic activities, outer membrane protein (AbOmpA) with apoptotic effects on epithelial cells, adhesion molecules (fimbria and AbOmpA) that function during attachment to epithelial cells, K1 type capsular structure, type-1 pili and AbOmpA induced biofilm formation, siderophore (acinetobactin) or hemin mediated iron acquisition mechanisms, quorum sensing system that functions by the help of N-acyl homoserine lacton signal molecules and cellular components that enable Acinetobacter species to live under inappropriate environmental conditions like dryness, low temperatue, restricted nutritional elements, can be counted. New information about the virulence factors will help better understanding of the adaptive response of A.baumannii in the host setting. This review is focused on the current information about the virulence factors of of A.baumannii.

Özet

En önemli nozokomiyal patojen olarak kabul edilen Acinetobacter baumannii, çoklu ilaç direnci nedeniyle son yıllarda yeniden önem kazanan enfeksiyon etkenleri arasında yer almaktadır. Hastane ortamında yaygın olarak bulunan ve özellikle yoğun bakım ünitelerinde salgınlara neden olan A.baumannii, giderek artan ilaç direnci nedeniyle tedavi açısından ciddi sorunlara yol açmaktadır. Toplum kökenli enfeksiyonlarda da karşımıza çıkabilen bu gram-negatif, fermenter olmayan kokobasiller, sıklıkla hastanede yatan ağır/düşkün hastalarda pnömoni, yara yeri enfeksiyonu, üriner sistem enfeksiyonu, bakteremi ve menenjit gibi enfeksiyonlara neden olmaktadır. Klinik A.baumannii izolatlarının epidemiyolojik özellikleri ve antibiyotik direnç paternleri ile ilgili yeterince bilgi birikimi olmasına rağmen, bakterinin virülans faktörleri ve çevresel fizyolojisi ile ilgili bilgiler görece olarak sınırlı kalmıştır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, enfeksiyonun patogenezinde rol oynayabilecek bakteriyel virülans faktörlerinden bazılarına açıklık getirilmiştir. Bugün için kabul edilen virülans faktörleri arasında; epitel hücrelerine tutunmada rol alan adezyon molekülleri (fimbria ve AbOmpA), K1 tipi kapsül yapısı, lipolitik ve sitotoksik aktivite gösteren ekstraselüler enzimlerin varlığı, epitel hücreleri üzerinde apopitotik etki gösteren dış membran proteini (AbOmpA), tip-I pililer ve AbOmpA proteininin katkıda bulunduğu biyofilm oluşumu; siderofor aracılı (acinetobactin) ve/veya hemin sistemlerinin etkili olduğu demir kazanım mekanizmaları, N-açil homoserin lakton yapısındaki sinyal moleküllerinin rol oynadığı “quorum sensing” (QS) sistemi ve abiyotik yüzeylerde uygun olmayan çevresel koşullarda (kuruluk, düşük ısı, sınırlı besin miktarı) uzun süre yaşayabilmesine olanak sağlayan hücresel komponentlerinin varlığı sayılabilir. Virülans faktörleri ile ilgili yeni bulgular, konak ortamında bakterinin adaptif yanıtının daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Bu derleme yazıda, A.baumannii‘nin virülans faktörleri ile ilgili bazı güncel yaklaşımlar tartışılmıştır.