Analysis of the occurrence of genetic determinants of multi-drug resistance among unrelated strains of Gram-negative bacteria

Antimicrobial resistance among Gram-negative bacteria is one of the essential problems of modern medicine. Among this group of bacteria the species Acinetobacter baumannii has emerged recently as an important nosocomial pathogen. Multi-drug resistance of A. baumannii can be mediated by many co-occurring factors represented by beta-lactamases, efflux pumps, insertion sequences and biofilm formation.The aim of this study was to assess the occurrence of genetic determinants of multi-drug resistance among unrelated Acinetobacter baumannii strains.Subjected to the study 30 isolates of A. baumannii were tested using multiplex-PCR method aimed at the species identification and acquired CHDL oxacillinases gene detection. The relationship between bacterial strains was analysed using the RAPD-PCR. The analysis of the occurrence of genetic determinants related to drug resistance and biofilm formation in the group of unrelated A. baumannii strains was performed in separate PCR reactions.In the group of analysed strains the presence of the efflux pump gene (adeA) was demonstrated in all tested isolates. The insertion sequence ISAba1 was also detected in 100% of the strains tested. Biofilm-related genes (abaI, csuE) were found in all tested strains.The obtained results suggest that the phenomenon of multi-drug resistance in the studied Acinetobacter baumannii strains could be attributed to the occurrence of CHDL oxacillinases, AdeABC efflux pump, insertion sequence ISAba1 and the biofilm production. Molecular technics, that enable monitoring of nosocomial infections and detection of genetic determinants of antibiotic resistance, may help to choose effective targeted pharmacotherapy.

Bakteryjna oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe jest jednym z głównych problemów współczesnej medycyny. Wielolekooporne bakterie Gram-ujemne stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia i życia pacjentów hospitalizowanych. Wśród tej grupy mikroorganizmów w ostatnich latach szczególną uwagę zwraca się na gatunek Acinetobacter baumannii. Spośród wielu współwystępujących u A. baumannii czynników odgrywających istotną rolę w zjawisku lekooporności jednymi z najbardziej istotnych klinicznie są produkcja beta-laktamaz, obecność pomp aktywnego wyrzutu leków, występowanie sekwencji insercyjnych (pełniących rolę promotora dla genów warunkujących oporność) oraz zdolność do wytwarzania biofilmu.Celem niniejszej pracy była ocena występowania genetycznych determinant wielolekooporności wśród niespokrewnionych szczepów z gatunku Acinetobacter baumannii. Na pierwszym etapie badań 30 izolatów A. baumannii poddano badaniu z zastosowaniem reakcji multipleks-PCR mającej na celu identyfikację gatunkową oraz wykrycie obecności genów nabytych oksacylinaz CHDL. Następnie dokonano oceny stopnia pokrewieństwa szczepów bakteryjnych stosując metodę RAPD-PCR. Ocenę występowania genetycznych determinant związanych z lekoopornością i produkcją biofilmu w grupie niespokrewnionych szczepów A. baumannii przeprowadzono natomiast w oddzielnych reakcjach PCR. W analizowanej grupie szczepów wykazano obecność genu pompy wyrzutu leków (adeA) u wszystkich badanych izolatów. Fragment sekwencji insercyjnej ISAba1 wykryto również u 100% badanych szczepów. Geny związane z biofilmem (abaI oraz csuE) występowały u wszystkich badanych szczepów.Otrzymane wyniki sugerują, że za zjawisko wielolekooporności w badanej grupie szczepów z gatunku Acinetobacter baumannii mogły odpowiadać oksacylinazy CHDL, pompa wyrzutu leków AdeABC, obecność sekwencji insercyjnej ISAba1 oraz zdolność do produkcji biofilmu. Metody biologii molekularnej, umożliwiające monitorowanie zakażeń szpitalnych oraz wykrycie genetycznych determinant oporności na antybiotyki, mogą zatem pomóc w doborze skutecznej terapii celowanej.