Kan dolaşım enfeksiyonuna neden olan karbapenem dirençli Klebsiella pneumoniae izolatlarında çeşitli antibiyotiklerin biyofilm üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of various antibiotics on biofilm in carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae isolates causing bloodstream infection
Yazar: ŞEYMA BETÜL KAYHAN
Danışman: PROF. DR. İLKAY BOZKURT
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji = Infectious Diseases and Clinical Microbiology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Bakteriyemi = Bacteremia ; Biyofilmler = Biofilms ; Klebsiella pneumoniae = Klebsiella pneumoniae ; Polimiksin B = Polymyxin B ; Sinerji = Synergy ; Tigesiklin = Tigecyclin ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Amaç: Karbapenem dirençli Klebsiella pneumoniae(KDKp) özellikle nozokomiyal enfeksiyonlarda sık karşılaşılan etkenlerdendir, yüksek mortalite ve morbiditeyle ilişkilidir. Biyofilm oluşumu da bakterinin antimikrobiyal direncine katkı sağlayan önemli bir virulans faktörüdür. İn-vitro testlere göre duyarlı antimikrobiyaller kullanılmasına rağmen tedavi yanıtsız hastalarda mutlaka akla gelmelidir. Günümüzde yeni β-laktam-β-laktamaz inhibitörü kombinasyonları önerilmektedir ancak bu antibiyotikler dünyanın çoğu bölgesinde ulaşılabilir değildir, bu nedenle eski antibiyotiklerin kombinasyon rejimiyle kullanımda sinerjistik etkileşimlerini araştırmak gereklidir. Bu çalışma ile bakteremi etkeni KDKp izolatlarının biyofilmi üzerine meropenem, polimiksin B ve tigesiklinin sinerjistik etkileşimlerinin araştırılması ve bu yolla yeni tedavi protokolleri oluştururken bu kombinasyonların in vitro etkileşimleri ile ilgili klinisyenlere fikir verilmesi amaçlanmıştır. 
Materyal ve Metod: Ocak 2019 ve Ocak 2022 tarihleri arasında OMÜTF Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji laboratuvarına gönderilen örneklerden KDKp izolatlarından biyofilm oluşturduğu saptanan 5 izolat seçilmiştir. Minimum inhibitör konsantrasyon(MİK), minimum biyofilm inhibitör konsantrasyon(MBİK) sonra da planktonik formda ve biyofilmde meropenem+polimiksin B ve tigesiklin+polimiksin B kombinasyonlarının sinerjistik etkileşimi araştırılmıştır. 
Bulgular: Bakteremi etkeni KDKp izolatlarında biyofilm oluşturma oranı 11/125 saptanmıştır. MİK ve MBİK değerleri karşılaştırıldığında meropenem için 2-8 kat, polimiksin B için 2-128 kat, tigesiklin için 2-1024 kat artış saptanmıştır. Planktonik formda meropenem+polimiksin B kombinasyonunda 1/5 sinerji, 1/5 additif etki, tigesiklin+polimiksin B kombinasyonunda 1/5 additif etki görülmüştür. Biyofilmde ise meropenem+polimiksin B kombinasyonunda 3/5 additif etki, tigesiklin+polimiksin B kombinasyonunda 2/5 sinerji, 2/5 additif etki görülmüştür. 
Sonuç: KDKp bakteremilerinde özellikle primer enfeksiyon odağı apse ve üriner sistem olanlarda daha sıklıkla biyofilm oluşturduğu ve biyofilm oluşumunun eşlik ettiği bakteremilerde tigesiklin+polimiksin B kombinasyonun sinerjistik etkileşim görülebileceği bulunmuştur. Bu antibiyotik kombinasyonlarının, daha fazla izolat sayısı ile in-vitro ve in-vivo çalışmalarla araştırılmasının literatüre katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Anahtar kelimeler: K.pneumoniae, bakteremi, biyofilm, antimikrobiyal direnç

Abstract:
Objectives: Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae (CRKp) is a common cause of nosocomial infections and is associated with high mortality and morbidity. Biofilm development is a significant virulence mechanism that contributes to bacterial antibiotic resistance. Even though using an antimicrobial known to be sensitive based on in-vitro findings, biofilm development should be considered in patients who do not respond to the treatment. New β-lactam-β-lactamase inhibitor combinations are currently advised, but these drugs are unavailable in the majority of regions of the world, including Turkey. Therefore, it was critical to investigate the synergistic interactions between older antibiotics with combination regimens. The purpose of this study was to examine the synergistic effects of meropenem, polymyxin B, and tigecycline on the biofilm of bloodstream infection-causing CRKp isolates. Provide clinicians with an understanding of the in vitro interactions of various combinations while developing new therapy approaches.
Materials and methods: From the samples delivered to the Medical Microbiology laboratory between January 2019 and January 2022, five CRKp isolates that formed biofilm were chosen. The minimum inhibitory concentration (MIC), the minimum biofilm inhibitory concentration (MBIC), and the synergistic interaction of meropenem+polymyxin B and tigecycline+polymyxin B combinations in planktonic form and biofilm were evaluated.
Results: The rate of biofilm formation in bacteremia-causing CRKp isolates was shown to be 11/125. Comparing MIC and MBIC values revealed a 2-8 fold increase for meropenem, a 2-128 fold increase for polymyxin B, and a 2-1024 fold increase for tigecycline. In planktonic form, 1/5 synergy, 1/5 additive, and 1/5 additive were seen in the combination of meropenem + polymyxin B and tigecycline + polymyxin B, respectively. In the biofilm, 3/5 additive were observed with meropenem + polymyxin B, whereas 2/5 synergy and 2/5 additive were observed with tigecycline + polymyxin B.
Conclusion: It has been discovered that biofilm production is more prevalent in CDKp bloodstream infections, particularly in those with abscess or urinary tract infection as the major infection focus. The combination of tigecycline and polymyxin B appears to have a synergistic effect on biofilm formation, and it is being considered for the treatment of bloodstream infections accompanied by biofilm formation. The literature requires that exploring these antibiotic combinations with additional isolates and in-vitro and in-vivo studies is conducted.
Key words: K.pneumoniae, bloodstream infection, biofilm, antimicrobial resistance