Μοριακή ανίχνευση γονιδίων σχετιζόμενων με την κολιστίνη (mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5, colistin resistance genes) σε βακτηριακά στελέχη της Νοτίου Ελλάδας

Βρετουδάκη, Δάφνη

Molecular detection of colistin-related genes (mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5, colistin resistance genes) in bacterial strains of Southern Greece

Πτυχιακή εργασία

Author

Βρετουδάκη, Δάφνη

Date

2021-03-04

Advisor

Beloukas, Apostolos
PSAROULAKI, ANNA

Διπλωματική εργασία (2.315Mb)

Keywords

Αντιβιοτικά ; Αντιμικροβιακή αντοχή ; Κολιστίνη ; Gram αρνητικά βακτήρια ; Ενιαία υγεία ; Μηχανισμοί αντοχής ; Επιλεκτική πίεση ; Γονίδια αντοχής ; Πλασμίδια ; Escherichia coli ; Pseudomonas aeruginosa ; Mcr

Abstract

Η παρούσα βιβλιογραφική ανασκόπηση πραγματεύεται την ανάπτυξη αντοχής των βακτηρίων έναντι του αντιβιοτικού κολιστίνη ενώ συνοδεύεται από ορισμένα αποτελέσματα που προέκυψαν ύστερα από πειραματικές διαδικασίες στο Εργαστήριο Μικροβιολογίας Τροφίμων, Υδάτων & Περιβάλλοντος της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστήμιου Κρήτης. Στο πρώτο μέρος, παρουσιάζεται μια σύντομη αναδρομή στην ιστορία των αντιμικροβιακών, οι ιδιότητες της κολιστίνης, η χρήση και οι παρενέργειες που έχουν αναφερθεί, καθώς και ο τρόπος δράσης της στα Gram αρνητικά βακτήρια. Γίνεται μια εκτεταμένη αναφορά στη βακτηριακή αντοχή, στα αίτια που την καθιστούν ως μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στον κλάδο τόσο της ιατρικής όσο και της κτηνιατρικής/ κτηνοτροφίας, άλλα κα στην έννοια της «ενιαίας υγείας». Περιγράφεται αναλυτικά η αντοχή στην κολιστίνη, φαινόμενο που παρατηρείται την τελευταία δεκαετία και έχει ενισχυθεί λόγω της πρόσφατης ανακάλυψης των 10 γονιδίων mcr (mobile colistin resistance) που προσδίδουν ανθεκτικότητα στα Gram αρνητικά βακτήρια έναντι της κολιστίνη. Παρατίθενται στοιχεία από πρόσφατα βιβλιογραφικά δεδομένα σχετικά με την εμφάνιση αυτών των γονιδίων σε εθνικό και παγκόσμιο επίπεδο, ενώ ταυτόχρονα δίνεται έμφαση στο περιβάλλον και στα βακτηριακά είδη που κυρίως ανευρίσκονται. Στο δεύτερο μέρος, περιγράφονται τα υλικά, οι αρχές μεθόδου και οι πειραματικές διαδικασίες που χρησιμοποιήθηκαν για την μοριακή ανίχνευση των γονιδίων mcr-1, -2, -3, -4, -5 σε 60 περιβαλλοντικά στελέχη Escherichia coli και Pseudomonas aeruginosa (n=60) που απομονώθηκαν στο χρονικό διάστημα 2011 έως 2020 στην περιφέρεια Κρήτης και φυλάχθηκαν σε κατάλληλες συνθήκες στο αρχείο βιολογικών δειγμάτων του Πανεπιστημίου Κρήτης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του μοριακού ελέγχου δεν βρέθηκε στα υπό μελέτη στελέχη κάποιο από αυτά τα γονίδια mcr. Για μια πιο σφαιρική άποψη της αντοχής της στην κολιστίνης στα συγκεκριμένα στελέχη, συνιστώνται περαιτέρω μελέτες μέσω της μεθόδου αναφοράς για την κολιστίνη, Broth Microdilution, που μπορούν να συνεκτιμηθούν με τα αποτελέσματα της εν λόγω διπλωματικής εργασίας.

Abstract

This scientific review deals with the rise of the bacterial resistance against the antibiotic colistin and is accompanied by some results that emerged from experimental procedures in the Laboratory of Environmental Microbiology of the Medical School of the University of Crete. The first part, presents a brief overview of the history of antimicrobials, the properties of colistin, the use and side effects that have been reported, and the mode of action in Gram negative bacteria. An extensive analysis is made over the bacterial resistance, on the causes that make it one of the biggest challenges in the field of both medicine and veterinary / animal husbandry, but also on the approach of "one health". Colistin resistance is described in detail, a phenomenon that has been observed in the last decade and has been enhanced due to the recent discovery of 10 mcr (mobile colistin resistance) genes that impart resistance to Gram-negative bacteria against colistin. Data from recent literature on the occurrence of these genes are presented, on a national and worldwide level, while at the same time emphasis is given to the environment and the bacterial species that are mainly found. The second part, describes the materials, methods and experimental procedures used for the molecular detection of mcr-1, -2, -3, -4, -5 genes in 60 environmental strains of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa (n = 60) which were isolated in the period 2011 to 2020 in the region of Crete and stored in appropriate conditions in the biological samples archive of the University of Crete. According to the results of the molecular test, none of these mcr genes were found in the studied strains. For a more comprehensive view of colistin resistance in these strains, further studies are recommended through the reference methods for colistin, Broth Microdilution, which can be taken into consideration with the results of this dissertation.