Genetic characterization of whole-genome of a livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated in Greece
Creators: name: Καραμπατάκης, Θεόδωρος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Χρυσίζων Σταφυλόκοκκος ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη, σχετιζόμενος με ζώα εκτροφής
Μικροβιακή αντοχή
Αλληλούχιση επόμενης γενιάς
Livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (LA-MRSA)
Microbial resistance
Next generation sequencing (NGS)

description: O χρυσίζων σταφυλόκοκκος (Staphylococcus aureus, S. aureus) είναι ένα Gram (+) βακτήριο που προκαλεί λοιμώξεις μέσω της παραγωγής διαφόρων ενζύμων και τοξινών. Ο S. aureus μπορεί να αποκτήσει μικροβιακή αντοχή μέσω διαφόρων μηχανισμών. Το γονίδιο mecA που βρίσκεται στη γονιδιακή κασέτα SCCmec είναι υπεύθυνο για την εμφάνιση του ανθεκτικού στη μεθικιλλίνη S. aureus (methicillin-resistant S. aureus, MRSA) ο οποίος ταξινομείται σε νοσοκομειακά στελέχη, στελέχη της κοινότητας και στελέχη σχετιζόμενα με ζώα εκτροφής (livestock associated MRSA, LA-MRSA). Τα LA-MRSA στελέχη μπορούν να μεταδοθούν μεταξύ ζώων, μεταξύ ζώων και ανθρώπων, αλλά και μεταξύ ανθρώπων κυρίως στο νοσοκομειακό περιβάλλον. Ο τύπος ST398 είναι ο πιο συχνός παγκοσμίως. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν ο γενετικός χαρακτηρισμός όλου του γονιδιώματος δύο LA-MRSA στελεχών, απομονωθέντων στη βορειοανατολική Ελλάδα, χρησιμοποιώντας αλληλούχιση επόμενης γενιάς (next generation sequencing, NGS). Το ένα στέλεχος απομονώθηκε από κατσίκα και το δεύτερο από φαινομενικά υγιή ενήλικα, ο οποίος εργαζόταν σε διαφορετική μονάδα εκτροφής. Τα δύο στελέχη LA-MRSA ανήκαν στον τύπο ST398-Vc-t034. Έφεραν γονίδια αντοχής στις αμινογλυκοσίδες [ant(9)-Ia], τα β-λακταμικά (mecA, blaZ), τις μακρολίδες, τις λινκοσαμίδες, τη στρεπτογραμίνη Β (vgaE, ermA), τις τετρακυκλίνες (tetK, tetM) και την τριμεθοπρίμη (dfrG). Επιπλέον, έφεραν το γονίδιο aur και τα γονίδια των τοξινών hlgA, hlgB και hlgC. Τα δύο στελέχη έφεραν επίσης το τρανσποζόνιο Tn6133 (το οποίο περιελάμβανε ορισμένα γονίδια αντοχής) και το rep7 πλασμίδιο (που περιελάμβανε την repC κασέτα). Η υπάρχουσα γνώση στον επιπολασμό των LA-MRSA στην Ελλάδα είναι περιορισμένη. Το γεγονός ότι δύο παρόμοια στελέχη LA-MRSA που ανήκαν στον ST398 απομονώθηκαν κατά τη διάρκεια μιας μελέτης, αποτελεί ένδειξη ότι τουλάχιστον στη Βορειοανατολική Ελλάδα υπάρχει σημαντική πηγή ζώων για τέτοια στελέχη. Απαιτούνται μελέτες στην Ελλάδα για τον εντοπισμό της διασποράς των στελεχών LA-MRSA, ώστε να γίνει εκτίμηση του επιπολασμού και έλεγχος της κατανομής των γενετικών κλώνων. Από τη στιγμή που το NGS αποτελεί ισχυρό εργαλείο για τη γνώση του γενετικού προφίλ των στελεχών, αποτελεί τη μέθοδο εκλογής για το γενετικό προσδιορισμό τους.
description: Staphylococcus aureus is a Gram-positive bacterium causing infections through the production of various enzymes and toxins. S. aureus can acquire antimicrobial resistance through different mechanisms. The mecA gene located in the SCCmec cassette is responsible for methicillin-resistant S. aureus (MRSA) strains which can be classified in hospital acquired (HA), community acquired (CA), and livestock associated (LA). LA-MRSA strains can be transmitted among animals, between animals and humans, but also among humans, especially in nosocomial settings. Sequence type (ST) 398 is the most prevalent LA-MRSA worldwide. The aim of the present study was the genetic characterization of the whole genome of two LA-MRSA strains isolated in northeastern Greece using next generation sequencing (NGS). One strain was recovered from a goat (GS) and the second from an apparently healthy human (HS) who was working in a different farm. Both GS and HS LA-MRSA belonged to ST398-Vc-t034 strains. They harboured genes conferring resistance to aminoglycosides [ant(9)-Ia], beta-lactams (mecA, blaZ), macrolide, lincosamide and streptogramin B (vgaE, ermA), tetracyclines (tetK, tetM) and trimethoprim (dfrG). Moreover, they harboured the exoenzyme aur gene and the toxin genes hlgA, hlgB and hlgC (gamma-hemolysin group). Both isolates had the Tn6133 transposon (which included several resistance genes), and a rep7 plasmid (which included a repC cassette). The current knowledge on the prevalence of LA-MRSA in Greece is limited. The fact that two similar LA-MRSA ST398 isolates were recovered during a study, suggests that at least in northeastern Greece there is considerable zoonotic source for this strain. Studies are needed in Greece to identify the spread of LA-MRSA in order to estimate their prevalence and to check the distribution of genetic clones. Since NGS is a strong tool to provide a good knowledge on the genetic background of the isolates, it is the method of choice for genetic characterization of the strains.
description: EU Horizon 2020 Ερευνητικό Πρόγραμμα COMPARE (αρ. υποτροφίας 643476)