Yabani kuşlardan izole edilen esherichia coli izolatlarının antibiyotik direnç patternlerinin ve genotiplerinin belirlenmesi
Determination of antibiotic resistance patterns and genotypes of escherichia coli isolates isolated from wild birds
Yazar: NEJASH ABDELA AHMED
Danışman: PROF. DR. TİMUR GÜLHAN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mikrobiyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji = Infectious Diseases and Clinical Microbiology ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Escherichia coli enfeksiyonları = Escherichia coli infections ; Genotip = Genotype ; Kuşlar = Birds ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Çağımızın artan küresel halk sağlığı tehditlerinden biri olan antibiyotik direncinin potansiyel olumsuz etkisini önlemek, direnç genlerinin rezervuarı dâhil olmak üzere direnç durumlarının düzenli olarak izlenmesini gerektirmektedir. Antibiyotik direncinin olası bir biyolojik göstergesi olan yabani kuşların, antimikrobiyal dirençli bakterilerin yayılmasında rol oynadıkları öne sürülmüştür. Bu tez çalışması martı (Larus armenicus) ve güvercin (Columba livia) kökenli 100 Escherichia coli izolatının Kirby-Bauer disk difüzyon metodu kullanılarak fenotipik antibiyotik direnç profili ve dirence sebep olan genlerin PCR ile moleküler araştırılması amacıyla yapıldı. Ayrıca izolatların genetik yakınlıkları RAPD-PCR ile belirlendi. Fenotipik antibiyotik duyarlılık testi sonucunda, izolatların %63'ünün (63/100) en az bir antibiyotiğe dirençli olduğu ve %29'unda (29/100) ise çoklu antibiyotik direnci olduğu tespit edildi. İzolatların tamamının sefalotine duyarlı olduğu, tetrasiklin (%52), kanamisin (%38), streptomisin (%37), ampisilin (%28), kloramfenikol (%21), trimetoprim/sulfametoksazol (%19), gentamisin (%13), enrofloksasin (%12) ve siprofloksasine (%12) dirençli olduğu belirlendi. İzolatların %66'sının tet(B), %63'ünün tet(A), %48'inin apha1, %34'ünün sul3, %26'sının sul2, %24'ünün strA/strB ve %16'sının ise sul1 genlerine sahip olduğu belirlendi. Ayrıca izolatların tet(C), qnr(A), qnr(B), qnr(s), aphA2, aadB ve aac(3) IV genlerine sahip olmadığı tespit edildi. İzolatların genetik çeşitliliği ile ilgili olarak, RAPD-PCR tabanlı dendrogramlar hem güvercin ve hem de martı kökenli izolatları %70 benzerlik eşik değeri temelinde 5 kümeye ayrıldı. Dendrogramın sonucunda, güvercin orijinli E.coli suşlarının %47-100, martı orijinli suşlarıın ise %40-100 oranında benzerlik gösterdiği belirlendi. Tez çalışması sonucunda, martı ve güvercinlerin genetik olarak benzerliği olan aynı zamanda çeşitli antibiyotiklere dirençli E. coli izolatlarını taşıdıkları ve dışkıları ile çevreyi kontamine ederek insan ve hayvan sağlığı için risk oluşturabileceği düşünülmektedir. Ayrıca yabani kuşlar, çevre, insan ve diğer konaklar arasındaki olası bulaşma paternlerinin belirlenmesi için "tek sağlık yaklaşımı" açışından izolatların genetik yakınlarının araştırıldığı büyük ölçekli epidemiyolojik çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Curbing the potential negative impact of antibiotic resistance, one of our era's growing global public health crises, requires regular monitoring of the resistance situations, including the reservoir of resistance genes. Wild birds, a possible bioindicator of antibiotic resistance, have been suggested to play a role in the dissemination of antimicrobial-resistant bacteria. Therefore, this study was conducted with the objective of determining phenotypic antibiotic resistance profile and antibiotic resistance genes in 100 Escherichia coli isolates of gull (Larus armenicus) and pigeon (Columba livia) origin by using the Kirby-Bauer disc diffusion method and PCR, respectively. Furthermore, the genetic relationships of the isolates were determined by RAPD-PCR. Phenotypic antibiotic susceptibility testing revealed that 63% (63/100) of E. coli isolates were resistant to at least one antibiotic and 29 % (29/100) were multi-drug resistant (MDR). With the exception of cephalothin, to which the E. coli isolates were 100% susceptible, tetracycline (52%), kanamycin (38%), streptomycin (37%), ampicillin (28%), chloramphenicol (21%), trimethoprim/sulfamethoxazole (19%), gentamicin (13%), enrofloxacin (12%) and ciprofloxacin (12%) resistances were detected at varying degrees. Among the investigated antibiotic resistance genes, tet(B) (66%), tet(A) (63%), aphA1 (48%), sul3 (34%), sul2 (26%), strA/strB (24%) and sul1 (16%) were frequently detected. However, tet(C), qnr(A), qnr(B), qnr(s), aphA2, aadB and aac(3) IV genes were not detected in any of the isolates. Regarding the genetic diversity of the isolates, the RAPD-PCR-based dendrograms divided both pigeon and gull isolates into five different clusters based on a 70% similarity threshold. Dendrogram analysis revealed  47-100% similarities among pigeon-origin strains and 40-100% similarities among gull-origin E.coli strains. In general, this study revealed that gulls and pigeons carry genetically related E. coli isolates that are resistant to various antibiotics, and thus may pose a risk to human and animal health by contaminating the environment with their feces. However, a large-scale epidemiological study investigating the genetic relationship of the strains from a "one health" point of view is warranted to determine the possible transmission patterns between wild birds, the environment, humans, and other hosts.