Аннотация Об авторах Список литературы Ключ. слова
Аннотация
В работе представлен анализ антибиотикорезистентности копро- (n=62) и уроштаммов Escherichia coli (n=32), носителей генетических детерминант аэробактина (iucBC) и колибактина (clbBN). Антибиотикорезистентность культур определяли тест-системой Сенсилатест Г-(I) (Erba Mannheim, Чехия), также штаммы протестированы на БЛРС. Гены, кодирующие синтез генотоксина –колибактина (clbBN) и сидерофора - аэробактина (iucBC), выявляли методом мультиплексной ПЦР с использованием оригинальных праймеров. Фенотипическую активность к продукции сидерофоров - посевом штаммов на CAS-агар. В результате было установлено, что распространенность генетических детерминант clbBN, iucBC и их сочетаний встречается у 90,0±1,5% копроштаммов и у 66,0±1,8% уроштаммов. У 75,0-83,0% штаммов генетические детерминанты соотносились с фенотипической активностью бактерий. Выявлены особенности устойчивости к антибиотикам среди культур E. сoli с исследуемыми генететическими детерминантами. Так, копроштаммы, положительные по двум детерминантам (clbBN+, iucBС+) были резистентны к 67,0±4,2% антимикробным препаратам, а уроштаммы (iucBC+) - к 91,7±2,2%. Установлен высокий процент резистентных штаммов среди копроштаммов (clbBN+) к тетрациклину (52,0±5,2%), ампициллину и цефазолину (65,0±4,8%), (р≤0,05) и уроштаммов (iucBC+) - к тетрациклину, гентамицину, ампициллину, цефазолину, азтреонам, цефуроксиму и ципрофлоксацину (52,4 - 76,2%), (р≤0,05). Распространение антибиотикорезистентных штаммов E. сoli может быть связано со способностью бактерий продуцировать сидерофоры – низкомолекулярные высокоаффинные хелаторы железа, необходимого для адаптации и длительного выживания микробных клеток в организме человека. Важно своевременно выявлять с помощью экспресс-методов антибиотикорезистентные штаммы энтеробактерий, обладающие хелатирующими факторами.Annotation
The paper presents an analysis of the antibiotic resistance of copro (n=62) and urostrains of Escherichia coli (n=32), carriers of the genetic determinants of aerobactin (iucBC) and colibactin (clbBN). The antibiotic resistance of the cultures was determined using the Sensilatest G-(I) test system (Erba Mannheim, Czech Republic), and the strains were also tested for ESBL. Genes encoding the synthesis of genotoxin, colibactin (clbBN) and siderophore, aerobactin (iucBC), were detected by multiplex PCR using original primers. Phenotypic activity for the production of siderophores - sowing strains on CAS-agar. As a result, it was found that the prevalence of genetic determinants clbBN, iucBC and their combinations occurs in 90.0±1.5% of coprostrains and in 66.0±1.8% of urostrains. In 75.0-83.0% of the strains, genetic determinants correlated with the phenotypic activity of bacteria. Peculiarities of resistance to antibiotics among E. coli cultures with studied genetic determinants were revealed. Thus, coprostrains positive for two determinants (clbBN+, iucBC+) were resistant to 67.0±4.2% of antimicrobial drugs, and urostrains (iucBC+) were resistant to 91.7±2.2%. A high percentage of resistance among coprostrains (clbBN+) to tetracycline (52.0±5.2%), ampicillin and cefazolin (65.0±4.8%), (p≤0.05) and urostrains (iucBC+) to tetracycline was established , gentamicin, ampicillin, cefazolin, aztreonam, cefuroxime and ciprofloxacin (52.4 - 76.2%), (p≤0.05). The spread of antibiotic-resistant strains of E. coli may be associated with the ability of bacteria to produce siderophores, low-molecular-weight, high-affinity iron chelators necessary for adaptation and long-term survival of microbial cells in the human body. It is important to timely detect, using modern express methods, antibiotic-resistant strains of enterobacteria that have chelating factors.Список литературы
1. Cansizoglu M., Toprak E. Fighting against evolution of antibiotic resistance by utilizing evolvable antimicrobial drugs. Curr. Genet. 2017; 63(6):973-6. DOI: 10.1007/s00294-017-0703-x. Epub. 2017 May 11. PMID: 28497241.
2. Mathlouthi N., Al-Bayssari C., El Salabi A., Bakour S., Ben Gwierif S., Zorgani A.A., Jridi Y. et al. Carbapenemases and extended-spectrum β-lactamases producing Enterobacteriaceae isolated from Tunisian and Libyan hospitals. J. Infect. Dev. Ctries. 2016; 10(7):718-27. DOI: 10.3855/jidc.7426. PMID: 27482803.
3. Tadesse D., Zhao S., Tong E., Ayers S., Singh A, Bartholomew M.J., McDermott P.F. Antimicrobial drug resistance in Escherichia coli from humans and food animals, United States, 1950-2002. Emerg. Infect. Dis. 2012; 18(5):741-9. DOI: 10.3201/eid1805.111153. PMID: 22515968; PMCID: PMC3358085.
4. Koraimann G. Spread and Persistence of Virulence and Antibiotic Resistance Genes: A Ride on the F Plasmid Conjugation Module. EcoSal. Plus. 2018; 8(1). DOI: 10.1128/ecosalplus.ESP-0003-2018. PMID: 30022749.
5. Prabhakar P.K. Bacterial siderophores and their potential applications: a review. Curr. Mol. Pharmacol. 2020; 13(4):295-305. DOI: 10.2174/187446721366620051809445.
6. Martin P., Marcq I., Magistro G., Penary M., Garcie C., Payros D. et al. Interplay between Siderophores and Colibactin Genotoxin Biosynthetic Pathways in Escherichia coli. Plos Pathogens. 2013; 9(7). DOI: 10.1371/journal.ppat.1003437.
7. Kuznetsova D.A., Rykova V.A., Podladchikova O.N. Bacterial siderophores: structure, functions and role in the pathogenesis of infections. Problemy osobo opashykh infektsiy. 2022; 3:14-22. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-3-14-22. (in Russian)
8. Kuznetsova M.V., Gizatullina Yu.S. Genetic adhesion profiles and adhesive variability in uropathogenic Escherichia coli strains. Infektsiya i immunitet. 2021; 11(3):481-90. DOI: 10.15789/2220-7619-GAP-1413. (in Russian)
9. Maniatis T., Fritsch E., Sambrook J. Methods of genetic engineering. Molecular cloning. Moscow: Mir; 1984: 159-68. (in Russian)
10. Himpsl S.D., Mobley H.L.T. Siderophore Detection Using Chrome Azurol S and Cross-Feeding Assays. Methods Mol. Biol. 2019; 2021:97-108. DOI: 10.1007/978-1-4939-9601-8_10. PMID: 31309499.
11. Andryushchenko S.V., Zdvizhkova I.A., Perunova N.B., Bukharin O.V., Kotova E.V., Stepanova T.F. et al. Monitoring system for pathogenic enterobacterial polymerase chain reaction method. Patent RF № 2662930C1; 2007. (in Russian)
12. Kuznetsova M.V., Gizatullina Yu.S. Phylogenetic diversity and biological properties of uropathogenic strains of Escherichia coli. Byulleten` Orenburgskogo nauchnogo tsentra Ural`skogo otdeleniya RAN. 2019. (3). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/filogeneticheskoe-raznoobrazie-i-biologicheskie-svoystva-uropatogennyh-shtammov-escherichia-coli (date of access: 04/21/2023). (in Russian)
13. Pashkova T.M., Popova L.P., Kartashova O.L. Pheno- and genotypic profile of staphylococci as causative agents of endogenous infections. Byulleten` Orenburgskogo nauchnogo tsentra Ural`skogo otdeleniya RAN. 2019; (3) URL: https://cyberleninka.ru/article/n/feno-i-genotipicheskiy-profil-stafilokokkov-kak-vozbuditeley-endogennyh-infektsiy (date of access: 04/21/2023). (in Russian)
14. Efimenko T.A., Terekhova L.P., Efremenkova O.V. The current state of the problem of antibiotic resistance of pathogenic bacteria. Antibiotiki i khimioterapiya. 2019; 64(6):64-8. DOI: 10.24411/0235-2990-2019-10033. (in Russian)
15. Bukharin O.V., Gintsburg A.L., Romanova Yu.M., El-Registan G.I. Survival mechanisms of bacteria. Moscow: Meditsina; 2005. (in Russian)
16. Zemlyanko O.M., Rogoza T.M., Zhuravleva G.A. Mechanisms of multiple resistance of bacteria to antibiotics. Ekologicheskaya genetika. 2018; 16(3):4-17. DOI: 10.17816/ecogen1634-17. (in Russian)
17. Zubareva V.D., Sokolova O.V., Bezborodova N.A., Shkuratova I.A., Krivonogova A.S., Bytov M.V. Molecular mechanisms and genetic determinants of resistance to antibacterial drugs in microorganisms (Review). Sel`skokhozyaystvennaya biologiya. 2022; 57(2):237-56. DOI: 10.15389/agrobiology.2022.2.237rus. (in Russian)
18. Hennequin C., Robin F. Correlation between antimicrobial resistance and virulence in Klebsiella pneumoniae. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2016; 35(3):333-41. DOI: 10.1007/s10096-015-2559-7.
19. Tronnet S., Garcie C., Rehm N., Dobrindt U., Oswald E., Martin P. Iron Homeostasis Regulates the Genotoxicity of Escherichia coli That Produces Colibactin. Infection and immunity. 2016; 84(12):3358-68. DOI: 10.1128/IAI.00659-16.
20. Mohamed T. Khazaal, Hoda H. El-Hendawy, Mona I. Mabrouk, Ahmed H. I. Faraag, Marwa R. Bakkar. Antibiotic resistance and siderophores production by clinical Escherichia coli strains. BioTechnologia. 2022; 103(2):169-84. DOI: 10.5114/bta.2022.116211.
21. Lisiecki P. Antibiotic resistance and siderophore production in Еnterococci. Medycyna Doświadczalna i Mikrobiologia. 2014; 66(1):1-10.
Для цитирования: Бухарин О.В., Иванова Е.В., Здвижкова И.А., Перунова Н.Б. Анализ антибиотикорезистености клинических изолятов Escherichia coli с генетическими детерминантами clbBN и iucBC. Клиническая лабораторная диагностика. 2023; 68 (8): 489-495. DOI: https://doi.org/10.51620/0869-2084-2023-68-8-489-495.
For citation: Bukharin O.V., Ivanova E.V., Zdvizhkova I.A., Perunova N.B. Antibiotic resistance analysis of coprostrains and urostrains of Escherichia coli, carriers of genetic determinants clbBN, iucBC. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics). 2023; 68 (8): 489-495 (in Russ.) DOI: https://doi.org/10.51620/0869-2084-2023-68-8-489-495