İdrar yolu enfeksiyonlarından izole edilen Enterobacteriaceae'lerde antibiyotik direnç genlerinin moleküler karakterizasyonu
Molecular characterization of antibiotic resistance genes in Enterobacteriaceae isolated from urinary tract infections (UTI)
Yazar: HUSAM MAHDI SALEH ALSHABBANI
Danışman: PROF. DR. ELİF SEVİM
Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Beta laktamazlar = Beta lactamases ; Enterobacteriaceae = Enterobacteriaceae ; Kinolonlar = Quinolones ; Konjugasyon = Conjugation ; Plazmitler = Plasmids

Özet:
Bu tez çalışmasında idrar yolu enfeksiyonlarına sebep olan klinik Enterobacteriaceae izolatlarında beta laktam ve kinolon antibiyotiklerine karşı direnç oluşumunu sağlayan genlerin belirlenmesi ve bu genlerin konjugatif plazmitler üzerinde aktarılabilirliğinin gösterilmesi amaçlandı. İdrar Yolu Enfeksiyonu şikayeti ile başvuran hastalardan alınan idrar örneklerinden kültür yöntemleri ile izole edilmiş ve Vitek-2 otomatize sistem ile tanımlanmış yetmiş Gram-negatif Enterobacteriaceae izolatı Eylül-Aralık 2018 tarihleri arasında Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Laboratuvarından temin edildi. Gerçekleştirilen antibiyogram testleri sonucunda 13 Enterobacteriaceae izolatının çoklu ilaç direncine sahip olduğu tespit edildi ve bu izolatlar çalışmaya dahil edildi. İzolatların moleküler tanımlanması 16S rRNA gen dizileri kullanılarak gerçekleştirildi. Beta-laktam antibiyotiklerine direnç sağlayan plazmit aracılı β-laktamaz (blaTEM, blaSHV, blaCTX-M1, blaCTX-M2, blaOXA-1, blaPER-1) ve kinolon antibiyotiklerine dirençsağlayan plazmit aracılı kinolon direnç genleri (aac(6′)-Ib-cr, qnrA, qnrB, qnrS) PCR yardımı ile belirlendi. Direnç genlerinin transfer edilebilirliğini belirlemek için konjugasyon deneyleri gerçekleştirildi. Moleküler tanımlama sonucunda izolatlar Proteus mirabilis (Pr3, 6, 8, 9, 11 ve 17), Citrobacter koseri (Pr4 ve Pr5), E. coli (Pr10, 12 ve 13), Proteus sp. (Pr19) ve Klebsiella pneumoniae (Pr20) olarak tanımlandı. İzolatların tamamının çoklu ilaç direncine sahip olduğu tespit edildi. Enterobacteriaceae izolatlarının tümü (%100) β-laktam, β-laktam/β-laktamaz inhibitörü, kinolon ve sülfonamid grubu antibiyotikler olan ampisilin, sulbaktam/ampisilin, nalidiksik asit ve trimethoprim/sülfametoksazol antibiyotiklerine dirençli olduğu tespit edildi.  İzolatlardaki plazmit aracılı direnç genlerinin varlığı incelendiğinde, izolatların tümünün (%100) blaCTX-M1 ve aac(6′)-Ib-cr genleri bakımından pozitif olduğu tespit edildi. İzolatların %85'i blaTEM, %38'i blaCTX-M2, %8'i blaSHV pozitif bulundu. Hiçbir izolatda blaOXA-1 ve blaPER-1 genleri tespit edilemedi. Konjugasyon denyleri sonucunda, Proteus mirabilis Pr17 izolatının konjugatif bir plazmit içerdiği belirlendi. PCR çalışmaları göstermiştirki; blaTEM, blaCTX-M1, qnrA ve aac(6′)-Ib-cr direnç genleri ve Sınıf-1 integron gen kaset yapısının bu konjugatif plazmitte taşınmaktadır. Halk sağlığı açısından ilimizde moleküler yöntemler ile antibiyotik direncinin gösterilmesi, direnç mekanizmasının anlaşılması ve dirençli bakterilere karşı etkin korunma ve kontrol önlemlerinin geliştirilmesinde yardımcı olacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, it was aimed to determine the genes that cause resistance to beta lactam and quinolone antibiotics in clinical Enterobacteriaceae isolates that cause urinary tract infections and to show the transferability of these genes on conjugative plasmids. Seventy Gram-negative Enterobacteriaceae isolates, which were identified with the Vitek-2 automated system and isolated by culture methods from the urine samples taken from the patients who applied with the complaint of Urinary Tract Infection, were obtained from the Medical Microbiology Laboratory of Kırşehir Ahi Evran University Training and Research Hospital between September and December 2018. As a result of antibiogram tests, 13 Enterobacteriaceae isolates were found to have multidrug resistance and these isolates were included in the study. Molecular identification of isolates was performed using 16S rRNA gene sequences. Plasmid-mediated β-lactamase (blaTEM, blaSHV, blaCTX-M1, blaCTX-M2, blaOXA-1, blaPER-1) that provides resistance to beta-lactam antibiotics and plasmid-mediated quinolone resistance genes (aac(6)′-Ib-cr, qnrA, qnrB, qnrS) were determined by PCR. Conjugation experiments were performed to determine the transferability of resistance genes. As a result of molecular identification, the isolates were identified as Proteus mirabilis (Pr3, 6, 8, 9, 11 and 17), Citrobacter koseri (Pr4 and Pr5), E. coli (Pr10, 12 and 13), Proteus sp. (Pr19) and Klebsiella pneumoniae (Pr20). All of the isolates were found to have multidrug resistance. All Enterobacteriaceae isolates were found to be resistant to ampicillin, sulbactam/ampicillin, nalidixic acid and trimethoprim/sulfamethoxazole antibiotics, which are β-lactam, β-lactam/β-lactamase inhibitor, quinolone and sulfonamide group antibiotics, respectively. When the presence of plasmid-mediated resistance genes was examined, it was determined that all of the isolates (100%) were positive for blaCTX-M1 and aac(6′)-Ib-cr genes. 85%, 38% and 8% of the isolates were positive for blaTEM, blaCTX-M2 and blaSHV gene, respectively. The blaOXA-1 and blaPER-1 genes were not detected in the isolates. As a result of conjugation experiments, it was determined that Proteus mirabilis Pr17 isolate contained a conjugative plasmid. PCR studies have shown that; the resistance genes blaTEM, blaCTX-M1, qnrA and aac(6′)-Ib-cr and the Class-1 integron gene cassette structure are carried in this conjugative plasmid. In terms of public health, it is thought that demonstrating antibiotic resistance with molecular methods in our province will help to understand the mechanism of resistance and to develop effective prevention and control measures against resistant bacteria.