Biofilm Production and Presence of Virulence Genes in Invasive andNon-invasive Acinetobacter baumannii Isolates

İnvaziv ve İnvaziv Olmayan Acinetobacter baumannii İzolatlarında Biyofilm Yapımı ve Virülans GenlerininVarlığı

Abstract

Introduction: Biofilm production and as well as many virulence genes play an active role in the development of antibiotic resistance inA. baumannii. In this study, it was aimed to investigate biofilm production in multidrug-resistant A. baumannii isolates obtained frompatients diagnosed with infection and the presence of the virulence genes (csuE and ompA) thought to play a role in biofilm production. Materials and Methods: This study was conducted on multi-drug resistant A. baumannii isolates obtained from patients hospitalizedin Hacettepe University Hospital and diagnosed as having invasive/non-invasive infection. The identification of the species was carriedout by conventional methods and MALDI-TOF MS. Biofilm production was determined by quantitative microplate biofilm method andthe presence of the virulence genes csuE and ompA was determined using polymerase chain reaction method. Results: Among the 100 isolates included in this study, invasive A. baumannii clinical isolates (n= 17) were determined from catheter(n= 6), blood (n= 5), tissue (n= 2), nephrostomy urine specimen (n= 1), pleural fluid (n= 1), joint fluid (n= 1) and bile (n= 1) samples.Non-invasive isolates (n= 83) were obtained from deep tracheal aspirate (53%), pus (16%), sputum (13%) and urine (1%) samples.The presence of biofilm was determined in 99 of the isolates. It was determined that 52 of the isolates had strong, 31 had mediumand 16 had weak positive biofilm production. Of the virulence genes examined, csuE was positive in 88 [non-invasive (n= 73), invasive(s= 15)] and the ompA gene was positive in 91 [non-invasive (s= 76), invasive (s= 15)] of the isolates. The presence of csuE and ompAvirulence genes were detected in 47 of 52 isolates [non-invasive (n= 40), invasive (n= 12)] with strong biofilm production and in 25of 31 isolates with medium biofilm production [non-invasive (n= 26), invasive (n= 5)]. Conclusion: Biofilm production has been detected at a high rate in non-invasive isolates as well as in invasive A. baumannii isolates.In isolates with biofilm production, a high correlation was found between biofilm production and csuE gene which is a part of the piliformation system and ompA gene which encodes the ompA outer membrane porin protein. A. baumannii continues to pose a threatin nosocomial infections with high biofilm production and the presence of virulence genes in multidrug-resistant non-invasive isolates.

Özet

Giriş: Acinetobacter baumannii’de antibiyotik direncinin gelişmesinde biyofilm yapımının yanı sıra birçok virülans geni de etkin rolesahiptir. Bu çalışmada, infeksiyon tanısı almış hastalardan elde edilen çok ilaca dirençli A. baumannii izolatlarında biyofilm yapımı vebiyofilm yapımında rol oynadığı düşünülen virülans genlerinin (csuE ve ompA) varlığını araştırmak amaçlanmıştır. Materyal ve Metod: Çalışma, Hacettepe Üniversitesi Hastanesinde yatan, invaziv/invaziv olmayan infeksiyon tanısı almış hastalardanelde edilen çok ilaca dirençli A. baumannii izolatlarında yapılmıştır. Tür tanımlaması konvansiyonel yöntemler ve MALDI-TOF MS ileyapılmıştır. Biyofilm yapımı, kantitatif mikroplak biyofilm yöntemi ile saptanmış ve virülans genleri olan csuE ve ompA varlığı polimerazzincir reaksiyonu yöntemi kullanılarak tespit edilmiştir. Bulgular: Çalışmaya dahil edilen toplam 100 izolat arasında yer alan invaziv A. baumannii klinik izolatları (n= 17); kateter (n= 6), kan (n=5), doku (n= 2), nefrostomi ile alınan idrar (n= 1), plevral sıvı (n= 1), eklem sıvısı (n= 1) ve safra (n= 1) örneklerinden elde edilmiştir. İnvazivolmayan izolatlar (n= 83); derin trakeal aspirat (%53), püy (%16), balgam (%13) ve idrar (%1) örneklerinden elde edilmiştir. İzolatların99’unda biyofilm varlığı gösterilmiştir. İzolatların 52’sinin güçlü, 31’inin orta ve 16’sının zayıf pozitif biyofilm üretimine sahip olduğusaptanmıştır. İncelenen virülans genlerinden csuE, izolatların 88’inde [invaziv olmayan (n= 73) , invaziv (n= 15)], ompA geni ise 91’inde[invaziv olmayan (n= 76), invaziv (n= 15)] pozitif olarak tespit edilmiştir. Güçlü biyofilm yapımı gösteren 52 izolatın [invaziv olmayan (n=40), invaziv (n= 12)] 47’sinde, orta biyofilm yapımı gösteren 31 izolatın [invaziv olmayan (n= 26), invaziv (n= 5)] 25’inde csuE ve ompAvirülans gen varlığı saptanmıştır. Sonuç: Biyofilm yapımı, invaziv A. baumannii izolatlarında olduğu gibi invaziv olmayan izolatlarda da yüksek oranda tespit edilmiştir.Biyofilm yapımı görülen izolatlarda, biyofilm yapımı ile pili oluşum sisteminin bir parçası olan csuE geni ve ompA dış membran porinproteinini kodlayan ompA geni arasında yüksek oranda ilişki saptanmıştır. A. baumannii, çok ilaca dirençli invaziv olmayan izolatlardada yüksek biyofilm yapımı ve virülans genlerinin varlığı ile nozokomiyal infeksiyonlarda tehdit oluşturmaya devam etmektedir.