Neonatal septisemili buzağı kökenli escherichia coli izolatlarında enterotoksijenik virülens genlerinin belirlenmesi
Identification of enterotoxigenic virulence genes in calf originated escherichia coli isolates with neonatal septicemia
Yazar: SERHAN AKGÖZ
Danışman: PROF. DR. TİMUR GÜLHAN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mikrobiyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Antibiyotik dirençliliği =   ; Buzağılar = Calves ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Virülans = Virulence

Özet:
Neonatal buzağı ishallerine neden olan önemli bakteriyel etkenlerden birisi Enterotoksijenik E. coli (ETEC)'dir. ETEC enfeksiyonlarının patogenezinde en önemli virülens faktörleri fimbrial adhezinler ve enterotoksinlerdir. Bu  çalışma neonatal septisemili buzağılardan E. coli izolasyonu, fenotipik ve genotipik karakterizasyonu, izolatlardaki antibiyotik direnç patternlerinin tespiti, sık görülen serotip ve virulens faktörlerinin tespiti amacıyla yapıldı. Bu amaçla neonatal septisemili buzağılardan izole edilen ve fenotipik olarak Escherichia coli oldukları bilinen izolatların genotipik doğrulanması PCR ile araştırıldı. Doğrulanan izolatlarda septisemili buzağılarda O101, O9, O26, O145, O111 serotip genleri, F17, F5, F41, Stabil Toksin, Labil Toksin, EAST1 virülens genleri ve 8 farklı antibiyotiğe ait direnç genleri PCR ile incelendi. İzolatların 8 farklı antibiyotiğe dirençlilik/duyarlılık durumları Kirby-Bauer standart disk difüzyon testi kullanılarak belirlendi. Çalışma sonucunda incelenen 200 dışkı örneğinden 95 (%47,5) E. coli izole ve identifiye edildi. Fenotipik antibiyotik direnç analizine göre izolatlar %94,7 streptomisine, %93,7 tetrasikline, %89,5 ampisiline, %87,4 trimetoprim-sulfametoksazole, %87,4 kloromfenikole, %74,7 enrofloksasine, %62,1 gentamisine ve %24,2 sefalotine karşı dirençli bulundu. Öte yandan izolatların %88,4'ünde tet(B), %74,7'sinde sul3, %67,4'ünde sul1, %61'inde cmlA, %56,8'inde qnr(B), %54,7'sinde tet(A), %53,7'sinde sul2, %38,9'unda CITM, %36,8'inde aadA1, %28,4'ünde cat1, %26,3'ünde qnr(S), %12,6'sında aac[3]-IV, %5,3'ünde tet(C) ve %1,05'inde qnr(A) genleri belirlendi. İzolatların hiçbirinde blaSHV geni tespit edilemedi. Serogenotiplendirme sonucunda izolatlar O101, O26 ve O145 serotip geni varlığına göre sırasıyla %33,7, %6,3 ve %2,1 oranında pozitif bulundu. Hiçbir izolatta O111 ve O9 serotipi saptanamadı. Virülens genlerinin belirlenmesi amacıyla yapılan PCR çalışmaları sonucunda; %23,2 izolatın East1, %22,1 izolatın F5, %20 izolatın STa, 17 izolatın %17,9 F41 ve %3,2 izolatında LT genine sahip olduğu tespit edildi. Böylece örneklemenin yapıldığı bölgede neonatal septisemili buzağılarda ETEC varlığı, yaygınlığı, izolatların patotip/virotip dağılımı belirlenerek bu virulens faktörlerinin hastalıkla ilişkisi otaya konuldu ve hastalığın tedavisinde kullanılabilecek en uygun antibiyotik seçeneği belirlendi. Çalışma kapsamında elde edilen verilerin daha sonra yerli ve milli aşı çalışmalarına katkı sağlayabileceği kanısına varıldı.

Abstract:
One of the important bacterial agents causing neonatal calf diarrhea is Enterotoxigenic E. coli (ETEC).  The most important virulence factors in the pathogenesis of ETEC infections are fimbrial adhesins and enterotoxins. This  study was conducted for the isolation of E. coli from calves with neonatal septicemia, its phenotypic and genotypic characterization, the determination of antibiotic resistance patterns, the determination of common serotypes and virulence factors in isolates. For this purpose, genotypic confirmation of isolates isolated from calves with neonatal septicemia and known phenotypically to be E. coli was investigated by PCR. O101, O9, O26, O145, O111 serotype genes, F17, F5, F41, ST, LT, EAST1 virulence genes and resistance genes of 8 different antibiotics in calves with septicemia in confirmed isolates analyzed by PCR. The resistance/sensitivity status to 8 different antibiotics formed were determined using the Kirby-Bauer standard disc diffusion test. As a result of the study, 95 (47.5% ) E. coli were isolated and identified from 200 stool samples. According to the phenotypic antibiotic resistance analysis, the isolates were 94.7% streptomycin, 93.7% tetracycline, 89.5% ampicillin, 87.4% trimethoprim-sulfamethoxazole, 87.4% chloromphenicol, 74.7% enrofloxacin, 62.1% gentamicin and 24.2% was found to be resistant to cephalothin. 88.4% of the isolates were tet(B), 74.7% sul3, 67.4% sul1, 61% cmlA, 56.8% qnr(B), 54.7% tet(A), 53.7% sul2, 38.9% CITM, 36.8% aadA1, 28.4% cat1, 26.3% qnr(S), 12.6% aac[3]-IV, 5.3% tet(C) and qnr(A) genes were detected in 1.05%. No blaSHV gene could be detected in any of the isolates. According to the presence of O101, O26 and O145 serotype genes, the isolates were found to be 33.7%, 6.3% and 2.1%, respectively, as a result of serogenotyping. O111 and O9 serotypes were not detected in any of the isolates. As a result of PCR studies carried out to determine virulence genes; It was determined that 23.2% isolates had East1, 22.1% isolates F5, 20% isolates STa, 17 isolates 17.9% F41 and 3.2% isolates LT. Thus, the presence, prevalence of ETEC in calves with neonatal septicemia in the sampling region, the pathotype/virotype distribution of the isolates were determined, and the relationship between these virulence factors and the disease was determined, and the most appropriate antibiotic option that could be used in the treatment of the disease was determined. It was concluded that the data obtained within the scope of the study could contribute to domestic and national vaccine studies later on.