Minimal inhibitör konsantrasyon altında ve üstündeki antibiyotik konsantrasyonlarına maruz bırakılan enterokoklarda Beta-laktam ve aminoglikozid antibiyotiklere karşı direnç gelişiminin araştırılması
Investigation of resistance development in enterococcus strains at SUB-MIC and SUPRA-MIC levels of penicillin G, ampicillin; gentamicin and streptomycin
Yazar: ABDÜLKERİM SUAT SARIBAŞ
Danışman: PROF. DR. KURTULUŞ TÖRECİ
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü
Derece: Doktora, 1996
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antibiyotikler-aminoglikozid = Antibiotics-aminoglycoside ; Antibiyotikler-laktam = Antibiotics-lactam ; Enterococcus = Enterococcus ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
47 ÖZET Bu çalışmada, penisilin G, ampisilin, gentamisin ve streptomisinin sub-MİK ve supra-MtK değerlerinde pasajı yapılan Enterococcus faecalis suşlarında direnç gelişimi araştırılmıştır. Deneyde agar dil üs yon yöntemi kullanılarak/ MİK değerleri aynı olan 10 Enterococcus faecalis susu seçilmiş ve antibiyotiklerin 1/2 ve 1/4 Mî K değerlerini içeren buyyonda pasajları yapılmıştır. Her pasaj sonrasında, suşlar için Müller Hinton ağarda dilüsyonla MÎK değerleri tekrar belirlenmiş, MÎK'larının artmış olduğu saptanan suşlarda, en yüksek antibiyotik konsantrasyonunu içeren ağardan alınan bakterile rin yeni tespit edilen MİK değerlerinin 1/2 ve 1/4 MİK'larını içeren buyyonda sUspanse edilmesiyle, deney 10 pasaj tamamlanıncaya kadar sürdürülmüştür. Penisilin G'nin 1/2 ve 1/4, MÎK» değerlerinde pasajı yapılan suşlarda direnç gelişimi gözlenmezken, ampisilinin 1/2 ve 1/4 MÎK değerlerini içeren buyyonda pasajı yapılan suşlar için MÎK değerlerinin 1 dilUsyon kadar artmış olduğu tespit edilmiştir. Gentamisin ve streptomisinin 1/2 ve 1/4 MİK değerlerinde pasajı yapılan suşların tamamında ise değişik düzeylerde direnç gelişimi saptanmıştır. Genta- misinin 1/4 MİK' unda pasajı yapılan 7 suş için MİK değerleri 10 pasaj sonunda 3 dilüsyon artarken, 3 suş için 2 dilüsyon artmıştır. Gentamisinin 1/2 MİK1 unda pasajı yapılan 2 suş için MÎK değerleri 10 pasaj sonunda 4, 7 suş için 3, 1 suş için de 2 dilüsyon artmıştır. Streptomisinin 1/4 MİK' unda 10 defa pasajı yapılan 1 suş için MİK değeri 3 dilüsyon artarken, 2 suş için48 2 dilüsyon, 3 suş için de 1 dilüsyon artmıştır. 4 susta ise bu artış 7 dilüsyonu bulmuştur. Streptomisinin 1/2 MİK'unda 10 defa pasajı yapılan '"9 " suş için MİK değerleri 7 dilüsyon artarken, 1 suş için 5 dilüsyon artmıştır. Çalışmamızın diğer bölümünde, enterokok s usları antibiyotiklerin 5 MİK1 unu içeren antibiyotik konsantrasyonlarına 5 defa 7.5 saatlik sürelerle maruz bırakılmış ve penisilin G' nin 5 MİK' una maruz bırakılan 1 suş için MİK değerinde 1 dilüsyon kadar artış görülürken, ampisilinin 5 MİK' una maruz bırakılan suşlar için MİK değerlerinde bir değişiklik gözlenmemiştir. Gentamisinin 5 MİK' una maruz bırakılan 5 suş için MİK değerleri 2 dilüsyon artarken, 5 suş için 1 dilüsyon artmıştır. Streptomisinin 5 MİK' una maruz bırakılan 3 suş için MİK değerleri 2 dilüsyon artış gösterir ken, 7 suş için 1 dilüsyon artış göstermiştir. Penisilin için düşük afiniteye sahip PBP (örneğin PBP 5)'- lerin sentezi sub- MİK'larda indüklenmektedir. Bu düşük antibiyotik seviyeleri, bakterilerin ribozomlarında mutasyonlar oluşturabildiği gibi bazen de hücre duvarının permeabilitesini azaltacak bir kalınlaşmaya neden olmaktadırlar. Sub-MİK düzeylerde inkübe edilen bakterilerde, gizli veya hücredeki metabolik enzimleri kodlayan genlerde de dirence neden olabilecek mutasyonların oluşabileceği bildirilmiştir. Direnç nedeni ne olursa olsun, sub-MİK ve supra-MİK antibiyotik seviyeleri, daha dirençli bakteri mutantlarının seleksiyonunu sağlayarak, dirençli bakteri s uslarının ortaya çıkmasını sağlamaktadırlar.

Abstract:
4? SUMMARY The aim of this work was to develop resistance to penicillin G, ampicillin, gentamicin and streptomycin in Enterococcus faecalis cultures at sub-MIC and supra-MIC levels of antibiotics. Using the agar dilution method, 10 Enterococcus faecalis strains with same the MIC values were selected and subcultured in media containing these antibiotics at 1/2 and 1/4 MIC levels. After each passage, MIC values were redetermined using a dilution method in Mueller-Hinton agar. From the strains whose MIC values were enhanced, bacterial cultures were selected from the highest antibiotic containing agar plates and resuspended in media containing antibiotics at 1/2 and 1/4 MIC levels based on the newly determined MIC values. Then the experiments were continued until 10 passages completed. While no change was observed in these strains to penicillin G after exposing to 1/2 and 1/4 MIC levels of this antibiotic, a 1 dilution increase in their MIC values was detected when ampicillin was included in the growth medium at 1/2 and 1/4 MIC levels. On the other hand, all of these strains exhibited various levels of resistance to gentamicin and streptomycin after treating them with 1/2 and 1/4. MIC levels of these antibiotics. After 10 passages in media containing 1/4 MIC gentamicin, 7 strains showed a 3 dilution and 3 strains exhibited a 2 dilution increase in their MIC values, whereas 1/2 MIC gentamicin led to a 4 dilution increase in 2 of the strains, a 3 dilution increase for 7 strains and a 2 dilution increase in 1 strain in their respective MIC values. After 10 passages, in a50 media containing 1/4 MIC streptomycin, one strain showed a 3 dilution, 2 strains showed a 2 dilution, 3 strains possessed a 1 dilution increase, while the remaining 4 strains manifested a 7 dilution increase in their respective MIC values. When 1/2 MIC streptomycin was included in the growth, 9 of the strains showed a 7 dilution increase, whereas 1 strain had a 5 dilution increase in MIC values after 10 passages. In the remaining part of our work, Enterococcus strains were exposed five times to various antibiotics at 5 MIC levels for 7.5 hour intervals. The results showed that 1 strain had a 1 dilution increase to penicillin G, whereas there was no change in MIC values when the medium was supplemented with 5 MIC ampicillin. On the other hand, in the presence of 5 MIC gentamicin, a 2 dilution increase in 5 strains and a 1 dilution increase in the other 5 strains was detected. In the presence of 5 MIC streptomycin, it was found that there was a 2 dilution increase in 3 strains and a 1 dilution increase in 7 strains in their respective MIC values. There are several reasons for bacteria to develop resistance to such antibiotics. At sub-MIC levels of antibiotic concentrations, synthesis of PBP (e.g PBP 5) which has a low affinity to penicillin is induced. Upon incubation, these low antibiotic levels may not only lead to mutation of the bacterial ribosomes, but they can also cause the thickening of the cell wall which can lead to low permeability. It has been reported that sub-MIC levels can lead to mutations of the cryptic genes or the genes which encode metabolic enzymes ultimately leading a resistance. Whatever the reason for the resistance, sub-MIC and supra-MIC levels of antibiotics provide a selection of more antibiotic resistant mutants which evolve to form resistant bacterial strains.