Lekooporność a wytwarzanie sideroforów u bakterii z rodzaju

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2014, 66: 1 - 10
Lekooporność a wytwarzanie sideroforów u bakterii z rodzaju
Enterococcus
Antibiotic resistance and siderophore production in enterococci
Paweł Lisiecki
Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej i Diagnostyki Mikrobiologicznej, Katedra
Biologii i Biotechnologii Farmaceutycznej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
Enterokoki to jedne z wiodących oportunistycznych patogenów człowieka,
które powodują bardzo poważne i trudne w leczeniu zakażenia szpitalne.
Celem badań było poszukiwanie korelacji między lekoopornością enterokoków izolowanych z zakażeń od ludzi a wytwarzaniem przez nie sideroforów. Szczepy oporne na fluorochinolony - ciprofloksacynę i norfloksacynę
syntetyzowały większe ilości sideroforów niż szczepy wrażliwe na te dwa
chemioterapeutyki.
Słowa kluczowe: Enterococcus, lekooporność, siderofory
ABSTRACT
Introduction: Enterococci belong to the normal bacterial flora of the gastrointensinal tract
of humans. Enterococci are regarded as harmless commensal, and are even believed to have
probiotic characteristics. However, they can cause variety of infections, including endocarditis, bloodstream infections and urinary tract infections. During the past several decades,
enterococci, and particularly Enterococcus faecalis and E. faecium, have been identified as
an important cause of nosocomial infections. Enterococci are intrinsically resistant to a broad
range of antimicrobials. Infection caused by resistant strains are difficult to treat. Iron is an
essential element for bacteria, but is not easily available in host organisms. Enterococci are
iron dependent bacteria. Competition for iron between the host and bacteria is an important
factor determining the course of bacterial infections. A common strategy among bacteria
living in iron-limited environments is the secretion of siderophores, which can bind poorly
soluble iron and make it available to cells via active transport mechanisms. The aim of the
presented study was to evaluate the correlation between antibiotic resistance and siderophore
production of bacteria of the genus Enterococcus.
Methods: The study included 55 bacterial strains from genus Enterococcus belonging
to two species – Enterococcus faecalis and E. faecium. Antimicrobial susceptibility tests
2
P. Lisiecki
Nr 1
were carried out using disc diffusion methods with guidelines of European Committee on
Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Total siderophore activity in the culture
supernatants was measured using chrome azurol S. Hydroxamate siderophores were assayed
using a chemical-specific assay.
Results: Antibacterial susceptibility pattern reveals that E. faecium is more resistant than
E. faecalis. A significant correlation was found between resistance to fluoroquinolnes and
siderophores production. Ciprofloxacin- and norfloxacin-resistant enterococal strains produced siderophores in large quantity.
Conclusions: One of the most common infections caused by enterococci are urinary tract
infections. Fluoroquinolones are an important group of antimicrobial agents used in this
type of infection. Fluoroquinolones resistance of enterococci associated with increased
synthesis of siderophores result in the increased virulence that may decide on the severity
of the infection and the effectiveness of the treatment.
Key words: Enterococcus, antibiotic resistance, siderophores
WSTĘP
Enterokoki to bakterie o dwóch obliczach. Z jednej strony są one istotnym lecz nie dominującym elementem mikrobiomu człowieka. Ich fizjologicznym miejscem występowania
jest przewodu pokarmowy ludzi ale także i zwierząt (7). Niektórzy badacze przypisują tym
drobnoustrojom cechy bakterii probiotycznych (8). Z drugiej strony enterokoki uznawane
są za jedne z wiodących oportunistycznych patogenów człowieka, które powodują bardzo
poważne i trudne w leczeniu zakażenia szpitalne (21). Z zakażeń od ludzi najczęściej
izolowane są dwa gatunki – E. faecalis i E. faecium (10). Przez lata enterokoki uważano
za bakterie o niskim potencjale chorobotwórczości. Dysponują one jednak szeregiem potencjalnych czynników zjadliwości, które zapewniają im skuteczną adhezję do komórek
makroorganizmu, kolonizację i zdolność toksycznego uszkadzania komórek i tkanek, a także
ochronę przed systemem immunologicznym gospodarza (7, 21). Jednak ich aktywność
i częstość występowania nie zawsze idzie w parze z ciężkością zakażeń powodowanych
przez te drobnoustroje. Kolonizację makroorganizmu umożliwiają enterokokom: substancja
agregująca (AS), białko wiążące kolagen (Ace), białko powierzchniowe (Esp), endocarditis
antigen (efaA), antygen SagA oraz zdolność tworzenia biofilmu. Uszkadzanie komórek
i tkanek żywiciela realizowane jest za pomocą: cytolizyny (Cyl), żelatynazy (GelE), proteazy
serynowej (SprE), hialuronidazy (Hyl), kolagenazy i zewnątrzkomórkowych nadtlenków.
Enterokoki mają także zdolność przeżycia w komórkach fagocytarnych (7, 21). Mnożenie
się bakterii we wrotach zakażenia, a co za tym idzie ich zdolności kolonizacyjne w bardzo
dużym stopniu zależą od dostępności żelaza. Żelazo u bakterii jest niezbędnym uczestnikiem
wielu ważnych procesów biochemicznych i składnikiem wielu enzymów (4). Bakteryjne
systemy poboru żelaza to ich czynniki zjadliwości (24). Synteza chelatorów żelaza - sideroforów to jeden z najefektywniejszych sposobów pozyskiwania tego pierwiastka przez
drobnoustroje (12). Większość sideroforów należy do dwóch z czterech znanych grup chemicznych – pochodnych kwasów hydroksamowych tworzących klasę sideroforów hydrok-
Nr 1
Lekooporność a wytwarzanie sideroforów u Enterococcus
3
samowych i pochodnych fenolu tworzących klasę sideroforów fenolanowo-katecholowych
(17). Enterokoki przez wiele lat uważane były za bakterie nie wytwarzające sideroforów
(16). Ostatnio udowodniono, że syntetyzują one zewnątrzkomórkowe chelatory żelaza (15).
Oporność enterokoków na antybiotyki i chemioterapeutyki uznawana jest za bardzo istotny
wyznacznik ich zjadliwości. Naturalna oporność enterokoków obejmuje cefalosporyny,
niskie stężenia aminoglikozydów, kotrimoksazol, linkozamidy, niskie stężenia glikopeptydów u gatunków E. gallinarum, E. casseliflavus oraz obniżoną wrażliwość na penicyliny
u E. faecium. Enterokoki niezwykle łatwo pobierają geny oporności (11). Z klinicznego
i epidemiologicznego punktu widzenia u enterokoków największe znaczenie ma nabyta
oporność na wysokie stężenia antybiotyków aminoglikozydowych (HLAR), oporność na
glikopeptydy (VRE) oraz oporność na linezolid (1, 25).
Celem prezentowanych badań było poszukiwanie korelacji między lekoopornością
enterokoków izolowanych z zakażeń od ludzi a wytwarzaniem sideroforów.
MATERIAŁY I METODY
Szczepy bakteryjne. W badaniach wykorzystano 55 szczepów należących do rodzaju
Enterococcus: 42 szczepy z gatunku E.faecalis i 12 szczepów z gatunku E.faecium, które
pochodziły z kolekcji Zakładu Mikrobiologii Farmaceutycznej oraz szczep wzorcowy pochodzący z kolekcji międzynarodowej - E. faecalis ATCC 29212. Wszystkie badane szczepy
wyizolowano z materiału klinicznego od ludzi. Gotowe zawiesiny bakterii w 3,7% pożywce
płynnej BHI (Brain Heart Infusion) (Difco) zawierającej 50% glicerolu przechowywano
w temperaturze -70ºC.
Pożywki. Do namnażania badanych szczepów enterokoków zastosowano podłoże zawierające (w litrze): 3g Casamino Acid, Witamin Free (Difco); 1,5g Yeast Extract (Difco);
3g KH2PO4; 5g NaCl; 1g NH4Cl oraz 12,1g Tris(hydroksymetylo)aminometanu (Serva).
Zawartość żelaza w podłożu wzrostowym obniżano stosując żywicę jonowymienną Chelex
100(200-400 mesh)(Bio-Rad). Po odsączeniu żywicy podłoże sterylizowano (20 min., temp.
121oC) i uzupełniano: 1 ml 1 M MgCl2, 1 ml 100 mM CaCl2 oraz 10 ml 20% roztworu glukozy.
Oznaczanie zawartości żelaza w podłożu wzrostowym. Zawartość żelaza w podłożu
wzrostowym oznaczano przy użyciu ferrozyny (3-(2-pirydylo)-5,6-difenylo-1,2,3 triazyna)
(Sigma) (9).
Warunki hodowli. Hodowle enterokoków zakładano w 5 ml podłoża z niedoborem
żelaza zawieszając masę bakteryjną z podłoża TSA (Triptic Soya Agar, Difco) do gęstości
optycznej A590 nm=0,1. Bakterie głodzono dla zmniejszenia endogennych rezerw żelaza
przez 18 godzin w temperaturze 37oC. Tak uzyskane hodowle stanowiły inokulum, które
w objętości 0,1 ml posiewano na tą samą pożywkę o objętości 20 ml i inkubowano przez
24 godziny w temperaturze 37oC przy stałym wstrząsaniu (75 cykli/min.). Po zakończeniu
inkubacji hodowle wirowano (15 min., 4 oC, 10 000 g). Osad bakterii płukano zimnym roztworem PBS (Biomed) i po wystandaryzowaniu (0,5 wg skali McFarlanda) wykorzystano
w badaniu wrażliwości na antybiotyki i chemioterapeutyki. W płynach znad osadu hodowli
po jego przesączeniu przez filtr membranowy 0,22 μm (Millipore) poszukiwano sideroforów.
Wykrywanie sideroforów. Do ilościowego oznaczania sideroforów w płynach znad
osadu hodowli zastosowano metody chemiczne - uniwersalną z Chrom Azurolem S (wy-
4
P. Lisiecki
Nr 1
krywającą siderofory wszystkich klas chemicznych) (22) oraz metodę Csaky, wykrywającą
chelatory żelaza klasy hydroksamowej (6). Ilość wytarzanych sideroforów wyrażano w μg/
ml płynu znad osadu hodowli w przeliczeniu na wzorcowy siderofor desferrioksaminę B
(Desferal, Ciba-Geigy).
Oznaczanie wrażliwości enterokoków na antybiotyki i chemioterapeutyki. Badanie
wykonano metodą dyfuzyjno-krążkową stosując podłoże Mueller-Hinton Agar (bioMerieux).
Użyto następujących krążków z antybiotykami: penicylina (10 IU), ampicylina (10 µg),
imipenem (10µg), ciprofloksacyna (5µg), lewofloksacyna (5µg), norfloksacyna (10µg),
tetracyklina (30µg), doksycyklina (30µg), tigecyklina (15µg), nitrofurantoina (300µg),
fosfomycyna (200µg), chloramfenikol (30µg), rifampicyna (5µg), linezolid (30µg), chinupristina/dalfopristina (15µg). Krążki z antybiotykami pochodziły z firmy Becton Dickinson.
Ocenę wrażliwości dokonano zgodnie z wytycznymi EUCAST (13, 23).
Oznaczanie oporności wysokiego stopnia na antybiotyki aminoglikozydowe. Szczepów HLAR wśród badanej populacji enterokoków poszukiwano metodą przeglądową wg
CLSI (5) na podłożu BHI Agar (Difco) z gentamicyną (500 μg/ml) (Sigma) oraz streptomycyną (2000 μg/ml) (Sigma).
Oznaczanie oporności na glikopeptydy. Oporność na antybiotyki glikopeptydowe
oznaczano metodą przeglądową wg CLSI (5) na podłożu BHI Agar (Difco) z wankomycyną w stężeniu 6 μg/ml (Sigma). Wrażliwość na teikoplaninę oceniano metodą E-testów
(bioMerieux).
Statystyczna analiza wyników. Analizę statystyczną wyników dokonano przy użyciu
programu komputerowego Statistica PL firmy StatSoft. W celu sprawdzenia normalności
rozkładu cech stosowano test Kołmogorowa-Smirnowa z poprawką Lillieforsa. Następnie
w zależności od liczebności badanej próby stosowano jeden z nieparametrycznych testów:
Kruskala–Wallisa, Chi2, Chi2 z poprawką Yatesa lub dokładany test Fishera. Przyjmowano,
że zależność cech jest istotna statystycznie, gdy p < 0,05.
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
W badaniach sprawdzono wrażliwość enterokoków dla 19 antybiotyków i chemioterapeutyków. Wykryty profil oporności badanych szczepów przedstawiono w tabeli 1.
Szczepy E. faecium charakteryzowały się większą opornością na antybiotyki i chemioterapeutyki niż szczepy E. faecalis (Tabela I)
Antybiotyki β-laktamowe to ważna grupa leków stosowanych w terapii zakażeń enterokokowych. Szczepy E. faecalis wykazywały oporność na penicylinę w 51,2% przypadków,
E. faecium w 83,3% przypadków. Na ampicylinę było opornych odpowiednio 2,3% szczepów E. faecalis i 58,3% E. faecium. Oporność na ampicylinę oznacza także oporność na
amoksycylinę, piperacylinę i preparaty skojarzone z inhibitorami β-laktamaz – ampicylina/
sublaktam, amoksycylina/kwas klawulanowy, piperacylina/tazobaktam. Na trzeci z badanych antybiotyków β-laktamowych - imipenem oporność wykazywało 2,3% szczepów
E. faecalis. Nie badano wrażliwości szczepów E. faecium na imipenem, ponieważ jest on
nieaktywny in vitro wobec szczepów tego gatunku enterokoka (13). Oporność na imipenem była skorelowana z opornością na ampicylinę. Zależności takiej nie zaobserwowano
z opornością na penicylinę.
Średniowrażliwe
[%]
Oporne
[%]
Wrażliwe
[%]
Średniowrażliwe
[%]
Oporne
[%]
0,0
58,3
0,0
83,3
41,7
2,3
51,2
16,7
0,0
97,7
0,0
48,8
n.b.
n.b.
n.b.
2,3
0,0
97,7
AM
IPM
10 µg 10 µg
16,7
50,0
33,3
32,6
55,8
11,6
CIP
5 µg
16,7
0,0
83,3
30,2
4,7
65,1
LVX
5 µg
16,6
41,7
41,7
32,6
44,2
23,2
100,0
0,0
0,0
88,4
0,0
11,6
41,7
25,0
33,3
25,6
41.8
32,6
NOR
TE
D
10 µg 30 µg 30 µg
0,0
0,0
100,0
0,0
0,0
100,0
TGC
15 µg
8,3
8,3
83,4
2,3
2,3
95,4
F/M
300
µg
0,0
0,0
100,0
2,3
2,3
95,4
0,0
16,7
83,3
39,5
4,7
55,8
FOS
C
200µg 30µg
50,0
33,3
16,7
32,6
37,2
30,2
RA
5µg
0,0
0,0
100,0
0,0
0,0
100,0
LZD
30µg
P - penicylina, AM - ampicylina, IMP – imipenem, CIP – ciprofloksacyna, LVX – lewofloksacyna, NOR – norfloksacyna,
TE – tetracyklina, D – doksycyklina, TGC – tigecyklina, F/M – nitrofurantoina, FOS – fosfomycyna, C – chloramfenikol, RA – rifampicyna,
LZD – linezolid, SYN – chinupristina/dalfopristina, n.b. – nie badano
E.faecium
(n=12)
E.faecalis
(n=43)
Wrażliwe
[%]
P
10 IU
Tabela I. Wyznaczony profil oporności badanych szczepów enterokoków
Szczepy
LekoAntybiotyki i chemioterapeutyki
wrażliwość
50,0
0,0
50,0
n.b.
n.b.
n.b.
SYN
15μg
Nr 1
Lekooporność a wytwarzanie sideroforów u Enterococcus
5
6
Nr 1
P. Lisiecki
Enterokoki wykazują naturalną oporność na niskie stężenia aminoglikozydów, co związane jest z ograniczoną przenikalnością tych antybiotyków przez ścianę komórkową (11).
Szczególnie niebezpieczne jest nabywanie przez enterokoki oporności wysokiego stopnia
na aminoglikozydy związanej z aktywnością enzymów modyfikujących aminoglikozydy
tzw. AME (ang. aminoglicoside-modifying enzymes) (3). Badania wykazały duży odsetek
szczepów o wysokim stopniu oporności na antybiotyki aminoglikozydowe - szczepy HLAR
(ang. High Level Aminoglycoside Resistance). Stanowiły one prawie 70% wszystkich badanych enterokoków. Szczepy HLAR częściej występowały wśród szczepów E. faecium
(Tabela II). Szczepy HLAR stanowią poważny problem terapeutyczny, bowiem w ich
przypadku wykazano brak synergizmu aminoglikozydów z antybiotykami β-laktamowymi
i glikopeptydami (3, 14). Takie leczenie skojarzone należy do rutynowych działań terapeutycznych w ciężkich infekcjach enterokokowych (bakteriemia, zapalenie wsierdzia) (3, 14).
Tabela II. Szczepy HLAR wśród badanych enterokoków
Gatunek
Odsetek szczepów
HLAR
E.faecalis
67,4%
(n=43)
(n=29)
E.faecium
75%
(n=12)
(n=9)
R – oporne, n – liczba szczepów
Szczepy HLAR
gentamicyna
streptomycynaR
9,3%
(n=4)
8,3%
(n=1)
27,9%
(n=12)
R
-
gentamicynaR
sterptomycynaR
30,2%
(n=13)
66,7 %
(n=8)
Ustalenie prawidłowego fenotypu oporności na antybiotyki aminoglikozydowe wśród
szczepów HLAR ma duże znaczenie kliniczne. W przypadku oporności wysokiego stopnia
na gentamicynę, a przy wrażliwości na streptomycynę można stosować streptomycynę w terapii skojarzonej z antybiotykami β-laktamowymi i glikopeptydowymi. Wykrycie oporności
wysokiego stopnia na gentamicynę oraz na streptomycynę oznacza brak synergizmu aminoglikozydów z penicylinami i glikopeptydami (13). Wśród obu gatunków wykryto szczepy
oporne na oba antybiotyki aminoglikozydowe, jak i oporne tylko na jeden z nich (Tabela II).
Badane szczepy enterokoków charakteryzowały się znaczną opornością na fluorochinolony. Szczepy E. faecalis wykazywały wysoką oporność na fluorochinolony. 32,6%
badanych szczepów było opornych na ciprofloksacynę, 30,6% na lewofloksacynę oraz
32,6% na norfloksacynę. Wykryto również wysoki odsetek szczepów średniowrażliwych
na ciprofloksacynę i norfloksacynę, wynoszący odpowiednio 55,8% i 44,2%. Szczepy E.
faecium charakteryzowały się mniejszą opornością na fluorochinolony. Odsetek szczepów
opornych na te trzy chemioterapeutyki był identyczny i wynosił 16,7%. Podobnie jak
w przypadku szczepów E. faecalis wykazano wysoki odsetek szczepów średniowrażliwych
na ciprofloksacynę i norfloksacynę – odpowiednio 50% i 41,7%.
Oporność na tetracyklinę wykazywało 88,4% szczepów E. faecalis oraz 100% szczepów E. faecium. Odsetek szczepów opornych na doksycyklinę był zdecydowanie mniejszy.
Dla szczepów E. faecalis wynosił on 25,6% oraz dla szczepów E. faecium 41,7%. Wyniki
badań potwierdzają wcześniejsze doniesienia, iż szczepy średniowrażliwe lub oporne na
tetracyklinę mogą być wrażliwe na doksycyklinę (13). Wszystkie badane szczepy z rodzaju
Enterococcus, okazały się wrażliwe na nową tetracyklinę – tigecyklinę.
Nr 1
Lekooporność a wytwarzanie sideroforów u Enterococcus
7
Wykazano znaczącą różnicę w oporności szczepów E. faecalis i E. faecium na chloramfenikol. 39,5% szczepów E. faecalis było opornych na ten lek. Wśród szczepów E. faecium
ponad 80% było wrażliwych i nie wykryto szczepów opornych.
Prawie wszystkie badane szczepy były wrażliwe na fosfomycynę i nitrofurantoinę
(Tabela I).
Badane enterokoki wykazały w dużym stopniu oporność na rifampicynę - 50% szczepów E. faecium oraz 32,6% E. faecalis. Rifampicyna jest antybiotykiem zarezerwowanym
do leczenia gruźlicy, chociaż może być wyjątkowo stosowana w ciężkich zakażeniach
wywołanych przez enterokoki (1).
Wśród przebadanych szczepów E. faecium 50% wykazywało oporność na streptograminy – chinupristynę/dalfopristynę. Chinupristina należy do grupy streptogramin B,
a dalfopristina do streptogramin grupy A (7). Wśród analizowanych szczepów nie wykryto
oporności na antybiotyki glikopeptydowe – wankomycynę i teikoplaninę i linezolid. Linezolid to przedstawiciel nowej klasy leków – oksazolidynonów o wysokiej aktywności
w stosunku do bakterii gramdodatnich. Glikopeptydy i linezolid stosowane są w przypadku
ciężkich zakażeń enterokokowych zagrażających życiu, których czynnikiem etiologicznym
są szczepy wieloopooporne. Linezolid może stanowić alternatywę dla glikopeptydów (1).
W dalszej części pracy sprawdzano czy lekooporność badanych szczepów jest powiązana z wytwarzaniem sideroforów. W tym celu w płynach znad osadu hodowli badanych
enterokoków prowadzonych w warunkach niedoboru żelaza oznaczono metodami chemicznymi całkowitą ilość sideroforów i sideroforu hydroksamowego. U większości bakterii
systemy sideroforowe ulegają derepresji przy stężeniu żelaza wynoszącym 1x10-7 M (17).
Stężenie żelaza podczas hodowli badanych enterokoków wynoszące 1,2x10-6-3.5x10-7 M
spełniało warunki derepresji sideroforów.
Szczepy oporne na penicylinę, ampicylinę i imipenem nie charakteryzowały się zwiększoną syntezą sideroforów. Enterokoki wrażliwe na penicylinę wytwarzały w większej ilości
siderofor hydroksamowy niż szczepy oporne (p < 0,05).
Z przeprowadzonych badaniach wynika, że szczepy HLAR także nie charakteryzowały
się zwiększoną produkcją sideroforów. Szczepy wrażliwe na streptomycynę w porównaniu
ze szczepami opornymi wytwarzały więcej sideroforu hydroksamowego (p<0,05) .
Interesującą obserwacją było to, że szczepy oporne i średniowrażliwe na fluorochinolony - ciprofloksacynę i norfloksacynę syntetyzowały większe ilości sideroforów niż
szczepy wrażliwe na te dwa chemioterapeutyki (p<0,05) (Ryc. 1 i Ryc. 2). Zależności takich
nie zaobserwowano w stosunku do sideroforu hydroksamowego. Okazało się, że szczepy
wrażliwe na ciprofloksacynę, norfloksacynę i lewofloksacynę w porównaniu ze szczepami
opornymi wytwarzały większe ilości sideroforu hydroksamowego (p<0,05).
Światową tendencją jest narastanie oporności wśród enterokoków na fluorochinolony
(18, 19, 20). W Polsce ponad 55 % E. faecalis i ponad 80 % E. faecium wykazuje oporność
na ciprofloksacynę (18, 19, 20). Jedną z najczęstszych infekcji wywoływanych przez enterokoki są schorzenia układu moczowego, które są wskazaniem do zastosowania tej grupy
chemioterapeutyków. Bez potwierdzenia wrażliwości szczepu na ciprofloksacynę badaniem
mikrobiologicznym stosowanie tego leku jest nieuzasadnione. Oporność na fluorochinolony
wynika najczęściej z mutacji w obrębie genu gyrA kodującego podjednostkę gyrazy i/lub
mutacji genu parC kodującego podjednostkę topoizomerazy IV (26). Drugi mechanizm
oporności enterokoków na fluorochinolony ma charakter transportowy i polega na aktywnym
8
Nr 1
P. Lisiecki
Siderofory (µg/ml)
40
30
28,19
25,93
22,73
20
10
0
oporne
Ryc. 1.
średniowrażliwe
wrażliwe
Wytwarzanie sideroforów a oporność na ciprofloksacynę badanych szczepów enterokoków
Siderofory (µg/ml)
Rycina 1. Wytwarzanie sideroforów a oporność na ciprofloksacynę
40
badanych szczepów enterokoków
30
28,19
25,74
24,31
20
10
0
oporne
Ryc. 2.
średniowrażliwe
wrażliwe
Wytwarzanie sideroforów a oporność na norfloksacynę badanych szczepów enterokoków
Rycina 2. Wytwarzanie sideroforów a oporność na norfloksacynę
usuwaniem leku z komórki za pomocą
specyficznych
białek transportowych zlokalizowanych
badanych
szczepów enterokoków
w błonie cytoplazmatycznej (26). Oporność na ciprofloksacynę powiązana ze zwiększoną
syntezą sideroforów nadaje enterokokom cechę zwiększonej zjadliwości.
PODSUMOWANIE
Podsumowując wyniki badań należy stwierdzić, że szczepy E. faecium charakteryzowały
się większą opornością na antybiotyki i chemioterapeutyki niż szczepy E. faecalis. Badania
wykazały, że oporność enterokoków na fluorochinolony korelowała ze zwiększoną syntezą
sideroforów. Systemy sideroforowe bakterii i oporność bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki uważane są za istotne wyznacznik ich zjadliwości. Jedną z najczęstszych postaci
zakażeń powodowanych przez enterokoki są zakażenia układu moczowego. Fluorochinolony
to ważna grupa leków przeciwbakteryjnych w walce z tego typu zakażeniami. Oporność
enterokoków na fluorochinolony powiązana ze zwiększoną syntezą sideroforów nadaje im
cechę zwiększonej zjadliwości, która może decydować o ciężkości przebiegu zakażenia
i skuteczności leczenia.
Nr 1
Lekooporność a wytwarzanie sideroforów u Enterococcus
9
Praca finansowana z funduszy statutowych UM w Łodzi 503/3-012-03/503-01
PIŚMIENNICTWO
1. Arias CA, Contreras G.A, Murray BE. Management of multidrug-resistant enterococcal infections.
Clin Microbiol Infect 2010; 16: 555–62.
2. Arias CA, Murray BE. The rise of the Enterococcus: beyond vancomycin resistance. Nat Rev
Microbiol 2012; 10: 266-78.
3. Chow JW. Aminoglycoside resistance in enterococci. Clin Infect Dis 2000; 31: 586-9.
4. Chu BC, Garcia-Herrero A, Johanson TH i inni. Siderophore uptake in bacteria and the battle
for iron with the host; a bird’s eye view. Biometals 2010; 23: 601–11.
5. CLSI. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; nineteenth informational
supplement. 2009; CLSI document M100-S19: 29, No.3.
6. Csaky TZ. On the estimation of bound hydroxylamine in biological materials. Acta Chem Scand
1948; 2: 450–4.
7. Fisher K, Phillips C. The ecology, epidemiology and virulence of Enterococcus. Microbiology.
2009; 155: 1749-57.
8. Franz CM, Huch M, Abriouel H i inni. Enterococci as probiotics and their implications in food
safety. Int J Food Microbiol 2011; 151: 125-40.
9. Gadia MK, Mehra MC. Rapid spectrophotometric analysis of total and ionic iron in the μg range.
Mikrochimica Acta (Wien) 1977; II: 413-8.
10. Gilmore MS, Lebreton F, van Schaik W. Genomic transition of enterococci from gut commensals to
leading causes of multidrug-resistant hospital infection in the antibiotic era. Curr Opin Microbiol
2013; 16: 10-6.
11. Hollenbeck BL, Rice LB. Intrinsic and acquired resistance mechanisms in enterococcus. Virulence.
2012; 3: 421-33.
12. Krewulak KD, Vogel HJ. Structural biology of bacterial iron uptake. Biochim Biophys Acta 2008;
1778: 1781–1804.
13. KORLD. Rekomendacje doboru testów do oznaczania wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki. 2009; 1-12. www.korld.edu.pl
14. Leclercq R, Dutka-Malen S, Brisson-Noël A. Resistance of enterococci to aminoglycosides and
glycopeptides. Clin Infect Dis 1992; 15: 495-501.
15. Lisiecki P, Wysocki P, Mikucki J. Occurrence of siderophores in enterococci. Zentralbl Bakteriol
1999; 289: 807–15.
16. Marcelis JH, den Daas-Slagt HJ, Hoogkamp-Korstanje JA. Iron requirement and chelator production of staphylococci, Streptococcus faecalis and Enterobacteriaceae. Antonie Van Leeuwenhoek
1978; 44: 257–67.
17. Mikucki J, Lisiecki P. Siderofory – agresyny bakterii. Post Mikrobiol 1998; 37: 73–90.
18. Piekarska K, Kochman M, Ławrynowicz-Paciorek M. Characteristic of clinical fluoroquinolone
resistant isolates E. faecalis. Med Dośw Mikrobiol 2005; 57: 345-53.
19. Piekarska K, Jagielski M. Prevalence of virulence-associated genes of Enterococcus faecalis
clinical strains isolated from patients and volunteers. Med Dośw Mikrobiol 2007; 59: 207–16
20. Piekarska K, Gierczynski R, Ławrynowicz-Paciorek M i inni. Novel gyrase mutations and characterization of ciprofloxacin-resistant clinical strains of Enterococcus faecalis isolated in Poland.
Pol J Microbiol 2008; 57: 121–4.
21. Sava IG, Heikens E, Huebner J. Pathogenesis and immunity in enterococcal infections. Clin
Microbiol Infect 2010; 16: 533–40.
22. Schwyn B, Neilands JB. Universal chemical assay for detection and determination of siderophores.
Anal Biochem 1987; 160: 47–56.
10
P. Lisiecki
Nr 1
23. EUCAST. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint tables
for interpretation of MICs and zone diameters. Version 4.0, 2014. www.eucast.org
24. Weinberg ED. Iron availability and infection. Biochim Biophys Acta 2009; 1790: 600-5.
25. Werner G, Coque TM, Franz CM i inni. Antibiotic resistant enterococci - tales of a drug resistance
gene trafficker. Int J Med Microbiol. 2013; 303: 360-79.
26. Yasufuku T, Shigemura K, Shirakawa T i inni. Mechanisms of and Risk Factors for Fluoroquinolone
Resistance in Clinical Enterococcus faecalis Isolates from Patients with Urinary Tract Infections.
J Clin Microbiol 2011; 49: 3912–6.
Otrzymano: 14 III 2014 r.
Adres Autora: 90-235 Łódź, ul. Pomorska 137, Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej
i Diagnostyki Mikrobiologicznej, Katedra Biologii i Biotechnologii
Farmaceutycznej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi