Acinetobacter baumannii izolatlarında efflux pompası ve quorum sensing genlerinin araştırılması
Investigation of efflux pump and quorum sensing genes in acinetobacter baumannii isolates
Yazar: EBRU KARADAĞ
Danışman: PROF. DR. UĞUR ARSLAN
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Acinetobacter baumannii = Acinetobacter baumannii ; Biyofilmler = Biofilms ; Efluks pompası = Efflux pump ; Genler = Genes ; Kan kültürü = Blood culture ; Quorum sensing = Quorum sensing

Özet:
Acinetobacter baumannii özellikle yoğun bakım ünitelerinde (YBÜ) ve immün sistemi baskılanmış hastalarda olmak üzere ciddi hastane infeksiyonlarına neden olabilmektedir. Uzun süre yoğun bakım ünitesinde kalma, antibiyotik kullanımı ve mekanik ventilatöre bağlı kalma, damar içi kateterizasyon, idrar sondası, endotrakeal tüp, trakeostomi, enteral beslenme ve birimde infekte veya kolonize hasta yoğunluğunun fazla olması infeksiyon için başlıca risk faktörleridir. Ventilatörle ilişkili pnömoni, bakteriyemi/sepsis, yumuşak doku infeksiyonları, üriner sistem infeksiyonları, nozokomiyal menenjit, peritonit, osteomiyelit, sinovit ve konjunktivit gibi birçok infeksiyona neden olurlar. 
Acinetobacter baumannii türleri hem antibiyotiklere karşı yüksek oranda direnç geliştirebilme hem de hastane ortamında uzun süre canlı kalabilme özellikleri nedeniyle hastaları kolaylıkla kolonize edebilmekte ve hastane personeli aracılığıyla ve solunum cihazları gibi ekipmanlarla diğer hastalara yayılarak epidemilere neden olabilmektedirler. Antimikrobiyal direnç profilleri hastaneden hastaneye, hatta aynı hastanenin farklı klinikleri arasında bile değişiklik gösterebilmektedir. Bu nedenle her hastanede A. baumannii suşlarının duyarlılık seviyelerini düzenli olarak izlenmeli ve tedavi protokolleri bu doğrultuda güncellenmelidir. 
Bir bakterinin patogenezi için gerekli olan şartlardan biri, yeni çevreye uyum sağlamak ve çevreden gelen uyaranları algılayarak yanıt geliştirmektir. Bakteri birçok farklı mekanizma ile pH, ozmolarite, besin kaynağı ve popülasyon yoğunluğu gibi çevresel şartlardaki değişiklikleri algıladığında, metabolizmasında birtakım değişiklikler yaparak yeni şartlara kendini adapte etmeye çalışır. "Minimum popülasyon birimini algılama" olarak ifade edilen "Ouorum Sensing (QS)" mekanizması, bakterinin etrafındaki popülasyon yoğunluğunu saptamasına yarayan bir sistem olup, bakteri bu bilgiyi birçok genin regülasyonunu kontrol etmekte kullanır. Acinetobacter izolatlarında, QS sistemi sinyal moleküllerinin N-açil homoserin lakton (NAHL) yapısında olduğu saptanmıştır. Bu sistemin, Acinetobacter gibi fırsatçı patojenlerde çeşitli virülans faktörlerinin otoindüksiyonunda temel mekanizma olabileceği düşünülmektedir. A. baumannii'nin QS genlerini (abaI ve abaR) horizontal olarak Halothiobacillus neapolitanus'tan kazandığı bildirilmekte ve bu sistemin, bakterinin biyofilm oluşturmasında katkıda bulunduğu ifade edilmektedir. 
Acinetobacter türlerinde bulunan özel antibiyotik ajanlar için spesifik efluks pompalarına ek olarak Gram negatif bakterilerde kromozomal olarak kodlanan çoklu ilaç efluks sistemi tanımlanmıştır. Antimikrobiyal ajanların etkilerinin azaltılmasına ya da etkisizleştirilmesine neden olan temel efluks sistemleri; major kolaylaştırıcı süper ailesi, direnç-nodülasyon-bölünme ailesi, ATP-bağlayıcı kaset ailesi, küçük çoklu ilaç direnç ailesi ve çoklu ilaç ve toksik madde ekstrüzyon ailesi şeklinde ifade edilmiştir. Klinik direnç söz konusu olduğunda bu temel efluks sistemleri arasında direnç nodülasyon bölünme ailesi öne çıkmaktadır. A. baumannii'de direnç nodülasyon bölünme ailesine ait adeABC efluks sistemi tanımlanmış ve aminoglikozidlere dirençteki rolü ve kloramfenikol, florokinolonlar, trimetoprim ve sefotaksime azalmış duyarlılıkla ilişkisi açıkça ortaya konmuştur. Ayrıca adeA, adeB ve adeC genlerinin sıklıkla bulunduğu; adeS ve adeR genleri ile de birliktelik Acinetobacter izolatlarında direnç nodülasyon bölünme ailesine ait efluks sistemi olan adeDE de saptanmıştır. adeE genindeki aktivasyonun amikasin, seftazidim, kloramfenikol, siprofloksasin, eritromisin, etidium bromür, meropenem, rifampisin ve tetrasikline azalmış duyarlılık ile ilişkili olduğu ifade edilmiştir.
Bu çalışmada hastanemizde kan kültüründe üreyen hastane kaynaklı A. baumannii türlerinde direnç nodülasyon bölünme ailesine ait Efflux Pompası genleri  (adeABC) ve bakterinin biyofilm oluşturmasında katkıda bulunduğu düşünülen (luxI, luxR) Quorum Sensing genlerinin varlığı araştırılacaktır.
Anahtar Kelimeler: Acinetobacter baumannii, Efflux Pompa, Quorum Sensing

Abstract:
Acinetobacter baumannii can cause serious hospital infections, especially in immunocompromised patients or intensive care units (ICUs). Main risk factors for infection are long stay in the intensive care unit, antibiotic usage, adherence to mechanical ventilator, intravenous catheterization, urinary catheter, endotracheal tube, tracheostomy, enteral nutrition and high density of infected or colonized patients. They cause many infection such as ventilator-associated pneumonia, bacteremia/sepsis, soft tissue infections, urinary system infections, nosocomial meningitis, peritonitis, osteomyelitis, synovitis and conjunctivitis.
A. baumannii species can easily colonize patients due to their high resistance to antibiotics and their long-term viability in the hospital environment. They can cause epidemics by spreading to other patients through hospital staff and equipment such as respiratory equipment. Antimicrobial resistance profiles can vary from hospital to hospital, even between different clinics of the same hospital. Therefore, susceptibility patterns of A. baumannii strains should be monitored regularly in every hospital and treatment protocols should be updated accordingly.
One of the conditions required for the pathogenesis of a bacterium is to adapt to the new environment and to develop responses by perceiving stimulants from the environment. When bacteria detect changes in environmental conditions such as pH, osmolarity, food source and population density with many different mechanisms, it tries to adapt itself to new conditions by making some changes in its metabolism. The Quorum Sensing (QS)" mechanism, which is referred to as "sensing the minimum population unit", is a system for determining the population density around the bacteria and the bacteria uses this information to control the regulation of many genes. Acinetobacter izolatlarında, QS sistemi sinyal moleküllerinin N-açil homoserin lakton (NAHL) yapısında olduğu saptanmıştır. It is thought that this system may be the main mechanism for auto-induction of various virulence factors in opportunistic pathogens such as Acinetobacter. It is reported that A. baumannii acquired QS genes (abaI and abaR) horizontally from Halothiobacillus neapolitanus and this system contribute to the biofilm formation of the bacteria.
In addition to specific efflux pumps found in Acinetobacter species, a chromosomally encoded multiple drug efflux system in Gram negative bacteria has been identified. Efflux systems that cause the effects of antimicrobial agents to be reduced or inactivated; Major facilitating superfamily was expressed as resistance-nodulation-cleavage family, ATP-binding cassette family, small multi-drug resistance family and multi-drug and toxic substance extrusion family. When it comes to clinical resistance, the resistance nodulation division family stands out among these basic efflux systems. In A. baumannii, the adeABC efflux system of the resistance nodulation cleavage family has been defined and its role in resistance to aminoglycosides and its relationship with reduced sensitivity to chloramphenicol, fluoroquinolones, trimethoprim and cefotaxime. In addition, adeA, adeB and adeC genes are frequently found; Along with the adeS and adeR genes, resistance in the Acinetobacter isolates was determined as adede, the efflux system of the nodulation cleavage family. Activation in the adeE gene has been reported to be associated with reduced susceptibility to amikacin, ceftazidime, chloramphenicol, ciprofloxacin, erythromycin, etidium bromide, meropenem, rifampicin and tetracycline.
In this study, the presence of the Efflux Pump genes (adeABC) belonging to the resistance nodulation cleavage family and the Quorum Sensing genes (luxI, luxR) that are thought to contribute to the biofilm formation of the bacteria will be investigated.
Keywords: Acinetobacter baumannii, Efflux Pump, Quorum Sensing