İnvaziv Klebsiella pneumoniae izolatlarının tigesiklin direncinde efluks pompasının rolü
The role of efflux pump in tigecycline resistance of invasive Klebsiella pneumoniae isolates
Yazar: BURAK KARACAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET BURAK AKSU
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Direnç-nodülasyon-bölünme ailesi taşıyıcıları = Resistance-nodulation-division ; Efluks pompası = Efflux pump ; Gen ifadesi = Gene expression ; Klebsiella pneumoniae = Klebsiella pneumoniae ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Tigesiklin = Tigecyclin ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı, tigesikline duyarlı olmayan Klebsiella pneumoniae izolatlarının tigesiklin
direncinde acrAB ve oqxAB efluks pompalarının rolünü belirlemektir.
Gereç ve yöntem: 2017 yılında Marmara Üniversitesi Pendik Eğitim ve Araştırma Hastanesi Tıbbi
Mikrobiyoloji Laboratuvarında kan örneklerinden elde edilen K. pneumoniae izolatlarından VITEK 2
cihazı ile tigesiklin MİK değeri ≥2 µg/ml olarak bulunan 41 K. pneumoniae izolatı, sıvı mikrodilüsyon
çalışmasına alındı. Sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle tigesiklin MİK değeri ≥2 µg/ml olarak belirlenen
izolatların tigesiklin MİK değeri, efluks pompası inhibitörleri (PAßN, NMP ve CCCP) varlığında da tespit
edildi. Ayrıca bu izolatlardaki RND tipi efluks pompasını kodlayan genlerin (acrB ve oqxB) ve
düzenleyicilerinin (ramA, marA, rarA, soxS) ekspresyon seviyeleri qRT-PCR ile saptandı.
Bulgular: Sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle tigesiklin MİK değeri ≥2 µg/ml olarak saptanan 18 izolatın
efluks pompa inhibitörü (EPİ) yokluğunda ve varlığındaki tigesiklin MİK değerleri karşılaştırıldığında;
PAßN, NMP ve CCCP sırasıyla 9, 17 ve 5 izolatın tigesiklin MİK değerinde anlamlı bir düşüşe neden
olmuştur. Hem tigesiklin MİK değerleri ile acrB, oqxB ve ramA genlerinin ifade düzeyleri arasında anlamlı
bir bağıntı bulunmuş hem de 14 izolatın en az bir EPİ varlığında tigesiklin MİK değerinde anlamlı bir düşüş
meydana gelmiş ve bu 14 izolatın hepsinde acrB ve ramA genlerinin, 11 izolatta oqxB geninin ifade
seviyesinin yüksek olduğu görülmüştür. NMP varlığında iki izolatın tigesiklin MİK değerinde anlamlı bir
düşüş meydana gelmesine rağmen, araştırılan genlerin hepsinin ifade seviyesi bazal düzeylerdedir. Bir
izolatın hiçbir EPİ varlığında tigesiklin MİK değerinde anlamlı bir düşüş olmamıştır ve araştırılan genlerin
hepsinin ifade seviyesi bazal düzeylerdedir. NMP, bir izolatta tigesiklin MİK değerini anlamlı derecede
düşürmesine rağmen, izolatın tigesikline duyarlı hale gelmediği ancak acrB ve ramA genlerini yüksek
düzeyde ifade ettiği saptanmıştır.
Sonuç: Bu veriler, invaziv Klebsiella pneumoniae izolatlarının tigesiklin direncinde acrAB ve oqxAB efluks
pompalarının çok önemli bir rol oynayabileceğini göstermesinin yanı sıra bu dirençte başka efluks
pompasının/pompalarının ve farklı mekanizmanın/mekanizmaların rol oynayabileceğini de
desteklemektedir.
Anahtar sözcükler: Klebsiella, RND, efluks, tigesiklin, direnç

Abstract:
Objective: The purpose of this study is to determine the role of acrAB and oqxAB efflux pumps in resistance
to tigecycline of Klebsiella pneumoniae isolates which are not susceptible to tigecycline.
Material and Method: Forty one K. pneumoniae isolates -with tigecycline MIC values ≥2 µg/ml according
to VITEK 2 device- which were obtained from blood samples at Marmara University Pendik Training and
Research Hospital Medical Microbiology Laboratory in 2017 were included in the broth microdilution
study. The isolates with tigecycline MIC values ≥2 µg/ml by broth microdilution method were also tested
for tigecycline MIC in the presence of efflux pump inhibitors (PAßN, NMP and CCCP). Expression levels
of the RND-type efflux pump genes (acrB and oqxB) and their regulators (ramA, marA, rarA, soxS) in these
isolates were also investigated by qRT-PCR.
Results: When tigecycline MIC values of 18 isolates which were determined as tigecycline MIC ≥2 µg/ml
by broth microdilution method were compared in the absence and presence of efflux pump inhibitor (EPI);
PAßN, NMP and CCCP caused significant decrease in tigecycline MIC values in 9, 17 and 5 isolates,
respectively. Both a significant correlation was found between tigecycline MIC values and expression
levels of acrB, oqxB and ramA genes, and a significant decrease in tigecycline MIC value was found in the
presence of at least one EPI of 14 isolates, and high expression levels of acrB and ramA genes in all of
these 14 isolates and oqxB gene in 11 isolates were observed. Although the presence of NMP caused a
significant decrease in the tigecycline MIC values of two isolates, the expression levels of all studied genes
were at baseline levels. There was no significant decrease in tigecycline MICs in the presence of any EPI
of an isolate, and the expression level of all of the studied genes were at baseline. Although NMP was
significantly decreased tigecycline MIC of an isolate, it did not become susceptible to tigecycline but was
expressed high levels of acrB and ramA genes.
Conclusion: These data show that acrAB and oqxAB efflux pumps may play a very important role in
tigecycline resistance of invasive Klebsiella pneumoniae isolates, as well as support that other efflux
pump(s) and different mechanism(s) may play a role in this resistance.
Keywords: Klebsiella, RND, efflux, tigecycline, resistance