Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

Взаимосвязь между токсинами III типа секреции, образованием биопленки и антибиотической резистентностью в клинических изолятах Pseudomonas aeruginosa

https://doi.org/10.15789/2220-7619-RBT-1761

Полный текст:

Аннотация

Актуальность и цель. Pseudomonas aeruginosa считается опасным патогеном из-за своей множественной лекарственной устойчивости и вызываемых им инфекций, представляющих угрозу для жизни. Мы исследовали взаимосвязь между токсинами секреции III типа, образованием биопленок и устойчивостью к антибиотикам среди клинических изолятов P. aeruginosa. Методы. Диско-диффузионный анализ был использован для оценки устойчивости к антибиотикам у 70 генетически различных клинических изолятов P. aeruginosa. Образование биопленок оценивали в микротитрационном планшете, а наличие четырех экзогенов (exoS, exoU, exoT и exoY) исследовали с помощью полимеразной цепной реакции. Значение p < 0,05 считалось статистически значимым. Результаты. Наиболее эффективными антибиотиками оказались меропенем и пиперациллин. Множественная лекарственная устойчивость была более распространена у устойчивых, чем у чувствительных к ципрофлоксацину изолятов. Наиболее часто выявляемым экзоном был exoS (37,1%). Генотип exoS/exoT обнаружен у 4 изолятов, генотип exoU/exoT не выявлялся. Распространенность exoS, как правило, была выше у чувствительных изолятов, чем у устойчивых. Была обнаружена достоверная связь между образованием прочной биопленки и устойчивостью к антибиотикам (p < 0,05). Распространенность exoY и exoU была выше у продуцентов непрочных биопленок, чем у продуцентов прочных биопленок. Заключение. Наше исследование, наряду с устойчивостью к антибиотикам и наличием экзогенов, выявило у изолятов P. aeruginosa способность к формированию прочной биопленки. Знание профиля генов вирулентности и образования биопленок может быть полезно при выборе соответствующего лечения.

Об авторах

С. Деракшан
Курдский университет медицинских наук
Иран

Дерахшан Сафура – кандидат наук, Центр исследования печени и органов пищеварения, Курдский университет медицинских наук.

Сенендедж.

Тел.: +98 87 33668504.



Ш. Мохаммади
Курдский университет медицинских наук
Иран

Кандидат наук, Исследовательский центр зоонозов, Научно-исследовательский институт развития здравоохранения, Курдский университет медицинских наук.

Сенендедж.



А. Резайи
Курдский университет медицинских наук
Иран

Магистр наук, студенческий научно-исследовательский комитет, Курдский университет медицинских наук.

Сенендедж.



Список литературы

1. Agnello M., Finkel S.E., Wong-Beringer A. Fitness cost of fluoroquinolone resistance in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa differs by type III secretion genotype. Front Microbiol., 2016, vol. 7: 1591. doi: 10.3389/fmicb.2016.01591

2. Al Dawodeyah H.Y., Obeidat N., Abu-Qatouseh L.F., Shehabi A.A. Antimicrobial resistance and putative virulence genes of Pseudomonas aeruginosa isolates from patients with respiratory tract infection. Germs, 2018, vol. 8, no. 1, pp. 31–40. doi: 10.18683/germs.2018.1130

3. Alonso B., Fernández-Barat L., Di Domenico E.G., Marín M., Cercenado E., Merino I., de Pablos M., Muñoz P., Guembe M. Characterization of the virulence of Pseudomonas aeruginosa strains causing ventilator-associated pneumonia. BMC Infect. Dis., 2020, vol. 20, no. 1: 909. doi: 10.1186/s12879-020-05534-1

4. Al-Wrafy F., Brzozowska E., Górska S., Gamian A. Pathogenic factors of Pseudomonas aeruginosa-the role of biofilm in pathogenicity and as a target for phage therapy. Postepy Hig. Med. Dosw. (Online), 2017, vol. 71, pp. 78–91. doi: 10.5604/01.3001.0010.3792

5. Azimi S., Kafil H.S., Baghi H.B., Shokrian S., Najaf K., Asgharzadeh M., Yousefi M., Shahrivar F., Aghazadeh M. Presence of exoY, exoS, exoU and exoT genes, antibiotic resistance and biofilm production among Pseudomonas aeruginosa isolates in Northwest Iran. GMS Hyg. Infect. Control, 2016, vol. 11: Doc04. doi: 10.3205/dgkh000264

6. Badamchi A., Masoumi H., Javadinia S., Asgarian R., Tabatabaee A. Molecular detection of six virulence genes in Pseudomonas aeruginosa isolates detected in children with urinary tract infection. Microb. Pathog., 2017, vol. 107: 44–47. doi: 10.1016/j.micpath.2017.03.009

7. Bogiel T., Depka D., Rzepka M., Kwiecińska-Piróg J., Gospodarek-Komkowska E. Prevalence of the genes associated with biofilm and toxins synthesis amongst the Pseudomonas aeruginosa clinical strains. Antibiotics, 2021, vol. 10, no. 3: 241. doi: 10.3390/antibiotics10030241

8. Choy M.H., Stapleton F., Willcox M.D., Zhu H. Comparison of virulence factors in Pseudomonas aeruginosa strains isolated from contact lens-and non-contact lens-related keratitis. J. Med. Microbiol., 2008, vol. 57, no. 12, pp. 539–1546. doi: 10.1099/jmm.0.2008/003723-0

9. CLSI. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing. 30th ed. Wayne: CLSI, 2019. 282 p.

10. Engel J., Balachandran P. Role of Pseudomonas aeruginosa type III effectors in disease. Curr. Opin. Microbiol., 2009, vol. 12, no. 1, pp. 61–66. doi: 10.1016/j.mib.2008.12.007

11. Fazeli N., Momtaz H. Virulence gene profiles of multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa isolated from Iranian hospital infections. Iran Red. Crescent Med. J., 2014, vol. 16, no. 10: e15722. doi: 10.5812/ircmj.15722

12. Haghi F., Zeighami H., Monazami A., Toutouchi F., Nazaralian S., Naderi G. Diversity of virulence genes in multidrug resistant Pseudomonas aeruginosa isolated from burn wound infections. Microb. Pathog., 2018, vol. 115, pp. 251–256. doi: 10.1016/j.micpath.2017.12.052

13. Horna G., Quezada K., Ramos S., Mosqueda N., Rubio M., Guerra H., Ruiz J. Specific type IV pili groups in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa. Int. Microbiol., 2019, vol. 22, no. 1, pp. 31–41. doi: 10.1007/s10123-018-00035-3

14. Hsu D.I., Okamoto M.P., Murthy R., Wong-Beringer A. Fluoroquinolone-resistant Pseudomonas aeruginosa: risk factors for acquisition and impact on outcomes. J. Antimicrob. Chemother., 2005, vol. 55, no. 4, pp. 535–541. doi: 10.1093/jac/dki026

15. Khare P., Raj V., Chandra S., Agarwal S. Quantitative and qualitative assessment of DNA extracted from saliva for its use in forensic identification. J. Forensic Dent. Sci., 2014, vol. 6, no. 2, pp. 81–85. doi: 10.4103/0975-1475.132529

16. Khoramrooz S.S., Rahbari N., Parhizgari N., Sharifi A., Yazdanpanah M., Gharibpour F., Rabani S.M., Malekhosseini S.A., Marashifard M. Frequency of type III secretion system cytotoxins-encoding genes among Pseudomonas aeruginosa isolated from burn patients. J. Adv. Med. Biomed Res., 2015, vol. 23, no. 99, pp. 52–63.

17. Kulasekara B.R., Kulasekara H.D., Wolfgang M.C., Stevens L., Frank D.W., Lory S. Acquisition and evolution of the exoU locus in Pseudomonas aeruginosa. J. Bacteriol., 2006, vol. 188, no. 11, pp. 4037–4050. doi: 10.1128/JB.02000-05

18. Magiorakos A.P., Srinivasan A., Carey R.B., Carmeli Y., Falagas M.E., Giske C.G., Harbarth S., Hindler J.F., Kahlmeter G., Olsson-Liljequist B., Paterson D.L. Multidrug-resistant, extensively drug-resistant and pandrug-resistant bacteria: an international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance. Clin. Microbiol. Infect. J., 2012, vol. 18, no. 3, pp. 268–281. doi: 10.1111/j.1469-0691.2011.03570.x

19. Mohamad M., Rostami S., Zamanzad B., Gholipour A., Deris F. Detection of exotoxins and antimicrobial susceptibility pattern in clinical Pseudomonas aeruginosa Isolates. Avicenna J. Clin. Microbiol. Infect., 2018, vol. 5, no. 2, pp. 36–40. doi: 10.34172/ajcmi.2018.07

20. Moradali M.F., Ghods S., Rehm B.H. Pseudomonas aeruginosa lifestyle: a paradigm for adaptation, survival, and persistence. Front. Cell. Infect. Microbiol., 2017, vol. 7: 39. doi: 10.3389/fcimb.2017.00039

21. Newman J.W., Floyd R.V., Fothergill J.L. The contribution of Pseudomonas aeruginosa virulence factors and host factors in the establishment of urinary tract infections. FEMS Microbiology Letters, 2017, vol. 364, no. 15: fnx124. doi: 10.1093/femsle/fnx124

22. O’Toole G.A. Microtiter dish biofilm formation assay. J. Vis. Exp., 2011, vol. 47: 2437. doi: 10.3791/2437

23. Pobiega M., Chmielarczyk A., Kozioł J., Pomorska-Wesołowska M., Ziolkowski G., Romaniszyn D., Bulanda M., Wojkowska-Mach J. Virulence factors genes and drug resistance in Pseudomonas aeruginosa strains derived from different forms of community and healthcare associated infections. Postepy Hig. Med. Dosw., 2018, vol. 72, pp. 751–759. doi: 10.5604/01.3001.0012.2426

24. Saleem S., Bokhari H. Resistance profile of genetically distinct clinical Pseudomonas aeruginosa isolates from public hospitals in central Pakistan. J. Infect. Public Health, 2020, vol. 13, no. 4, pp. 598–605. doi: 10.1016/j.jiph.2019.08.019

25. Samad A., Ahmed T., Rahim A., Khalil A., Ali I. Antimicrobial susceptibility patterns of clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa isolated from patients of respiratory tract infections in a Tertiary Care Hospital, Peshawar. Pak. J. Med. Sci., 2017, vol. 33, no. 3, pp. 670–674. doi: 10.12669/pjms.333.12416

26. Shariff M., Chhabra S.K., Rahman M.U. Similar virulence properties of infection and colonization associated Pseudomonas aeruginosa. J. Med. Microbiol., 2017, vol. 66, no. 10, pp. 1489–1498. doi: 10.1099/jmm.0.000569

27. Stepanović S., Vuković D., Hola V., Bonaventura G.D., Djukić S., Ćirković I., Ruzicka F. Quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for assessment of biofilm production by staphylococci. APMIS, 2007, vol. 115, no. 8, pp. 891–899. doi: 10.1111/j.1600-0463.2007.apm_630.x

28. Strateva T., Markova B., Ivanova D., Mitov I. Distribution of the type III effector proteins-encoding genes among nosocomial Pseudomonas aeruginosa isolates from Bulgaria. Ann. Microbiol., 2010, vol. 60, pp. 503–509. doi: 10.1007/s13213-010-0079-3

29. Strateva T., Mitov I. Contribution of an arsenal of virulence factors to pathogenesis of Pseudomonas aeruginosa infections. Ann. Microbiol., 2011, vol. 61, pp. 717–732. doi: 10.1007/s13213-011-0273-y

30. Subedi D., Vijay A.K., Kohli G.S., Rice S.A., Willcox M. Association between possession of ExoU and antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa. PLoS One, 2018, vol. 13, no. 9: e0204936. doi: 10.1371/journal.pone.0204936

31. Tielen P., Narten M., Rosin N., Biegler I., Haddad I., Hogardt M., Neubauer R., Schobert M., Wiehlmann L., Jahn D. Genotypic and phenotypic characterization of Pseudomonas aeruginosa isolates from urinary tract infections. Int. J. Med. Microbiol., 2011, vol. 301, no. 4, pp. 282–292. doi: 10.1016/j.ijmm.2010.10.005

32. Tille P. Bailey & Scott’s diagnostic microbiology. St. Louis County: Elsevier Mosby, 2015. 1056 p.


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Деракшан С., Мохаммади Ш., Резайи А. Взаимосвязь между токсинами III типа секреции, образованием биопленки и антибиотической резистентностью в клинических изолятах Pseudomonas aeruginosa. Инфекция и иммунитет. 2021;11(6):1075-1082. https://doi.org/10.15789/2220-7619-RBT-1761

For citation:


Derakhshan S., Rezaee A., Mohammadi S. Relationship between type III secretion toxins, biofilm formation, and antibiotic resistance in clinical Pseudomonas aeruginosa isolates. Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;11(6):1075-1082. https://doi.org/10.15789/2220-7619-RBT-1761

Просмотров: 110


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)