Prevalence of acrA, acrB, and tolC Efflux Pump Genes among Multiple-Drug Resistant Escherichia Coli Strains in Isolates Obtained from Patients with Diabetes Mellitus
Authors: Huda M. , Rawaa B.Z. , Bushra A.G. 
Published: February 2025

Introduction. Around 150 million people suffer a UTI each year, and uropathogenic Escherichia coli is the main cause. Second only to respiratory tract infections in terms of frequency are urinary tract infections (UTIs). The presence of MDR in E. coli has been linked to the efflux pumps. Purpose. To complete an evaluation of acrA, acrB, and tolC genes prevalence among UPEC strains isolated from diabetic patients who were admitted to Al-Hussein teaching hospital. Materials and methods. For 100 urine sample taken from diabetic patients, the obtained E coli strains were 20 and all were diagnosed by using biochemical tests, and by polymerase chain reaction test (PCR). In accordance with CLSI recommendations, the disc diffusion method was used to test antibiotic susceptibility. Results. Isolates were high resistant to Amikacin 18 (90%), Ceftriaxone 17 (85%), Piperacillin 17 (85%), Ciprofloxacin 15 (75%), Trimethoprim 13 (65%), and Aztreonam 9 (45%) while the highest sensitivities recorded for Meropenem 4 (20%). Ninety percent (18) of the isolates were MDR. AcrA gene frequency was 20 (100%); acrB gene frequency was 19 (95%); and tolC gene frequency was 17 (85%). Conclusion. Meropenem and Aztronam are the best antibiotics for treating E. coli-related infections in diabetes individuals with efflux pump genes. The most recent findings are consistent with the theory that the acrA, acrB, and tol C efflux pump genes play a significant role in UPEC resistance to various antibiotics.

Введение. Около 150 миллионов человек ежегодно страдают от инфекций мочевыводящих путей (ИМП), основной причиной которых является уропатогенная Escherichia coli. По распространенности ИМП уступают только инфекциям дыхательных путей. Для E. coli характерна множественная лекарственная устойчивость (МЛУ), что объясняется наличием у них генов эффлюксных насосов. Цель. Проведение оценки частоты встречаемости генов эффлюксных насосов acrA, acrB и tolC в штаммах кишечной палочки (UPEC), выделенных от пациентов с сахарным диабетом, проходивших лечение в учебном госпитале Аль-Хусейн. Материалы и методы. Из 100 образцов мочи, взятых у пациентов с сахарным диабетом, было выделено 20 штаммов E. coli. Все они были диагностированы с использованием методов биохимического и молекулярно-биологического анализа на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР). В соответствии с рекомендациями Института клинических лабораторных стандартов (CLSI) для определения чувствительности к противомикробным препаратам использовали метод дисковой диффузии. Результаты. Среди всех выделенных изолятов 18 (90%) проявили высокую устойчивость к амикацину, 17 (85%) – к цефтриаксону, 17 (85%) – к пиперациллину, 15 (75%) – к ципрофлоксацину, 13 (65%) – к триметоприму и 9 (45%) – к азтреонаму; чувствительность к меропенему была самой высокой у 4 изолятов (20%). 18 (90%) изолятов обладали МЛУ. Частота встречаемости гена acrA составила 100% (20 изолятов), гена acrB – 95% (19 изолятов), гена tolC – 85% (17 изолятов). Заключение. Меропенем и азтронам являются наиболее эффективными антибактериальными препаратами для лечения инфекций, вызванных E. coli, у пациентов с сахарным диабетом с генами эффлюксных насосов. Результаты проведенного исследования подтверждают концепцию о том, что гены эффлюксных насосов acrA, acrB и tolC играют существенную роль в устойчивости уропатогенной кишечной палочки к различным антибактериальным препаратам, что обусловливает необходимость применения новых методов лечения пациентов с сахарным диабетом и инфекциями мочевыводящих путей.