Azolová rezistence u Aspergillus fumigatus: genetický podklad a mechanismy šíření v České republice

• Název práce v češtině: Azolová rezistence u Aspergillus fumigatus: genetický podklad a mechanismy šíření v České republice
• Název v anglickém jazyce: Azole resistance in Aspergillus fumigatus: genetic background and mechanisms of spread in the Czech Republic
• Klíčová slova: Aspergillus fumigatus, antifungální rezistence, azolová antimykotika, fungicidy, cyp51
• Klíčová slova anglicky: Aspergillus fumigatus, antifungal resistance, azole antifungals, fungicides, cyp51
• Akademický rok vypsání: 2019/2020
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra botaniky (31-120)
• Vedoucí / školitel: MUDr. Mgr. Vít Hubka, Ph.D.
• Řešitel: Mgr. Kristýna Holíková - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 13.11.2019
• Datum zadání: 13.11.2019
• Datum potvrzení stud. oddělením: 13.11.2019
• Datum odevzdání elektronické podoby: 05.01.2023
• Datum proběhlé obhajoby: 01.02.2023
• Oponenti: MUDr. Vanda Chrenková

Seznam odborné literatury

Arendrup, M. C., J. Guinea, M. Cuenca-Estrella, J. Meletiadis, J. W. Mouton, K. Lagrou, S. J. Howard. 2015. „EUCAST DEFINITIVE DOCUMENT E.DEF 9.3 Method for the determination of broth dilution minimum inhibitory concentrations of antifungal agents for conidia forming moulds". EUCAST antifungal MIC method for moulds 9(12):6.
Becher, Rayko, Stefan G. R. Wirsel. 2012. „Fungal cytochrome P450 sterol 14α-demethylase (CYP51) and azole resistance in plant and human pathogens". Applied Microbiology and Biotechnology 95(4):825–40.
Berger, Sarah, Yassine El Chazli, Ambrin F. Babu, a Alix T. Coste. 2017. „Azole resistance in Aspergillus fumigatus: A consequence of antifungal use in agriculture?" Frontiers in Microbiology 8(1024):1–6.
Camps, S.M.T., J. W. M. Va. Der Linden, Yi Li, Ed J. Kuijper, Jaap T. Van Dissel, Paul E. Verweij, Willem J. G. Melchers. 2012. „Rapid Induction of Multiple Resistance Mechanisms in Aspergillus fumigatus during Azole Therapy: a Case Study and Review of the Literature".
Camps, Smt M T, B. E. Dutilh, M. C. Arendrup, Ajmm J. M. M. Rijs, a E. Snelders. 2012. „Discovery of a hapE Mutation That Causes Azole Resistance in Aspergillus fumigatus through Whole Genome Sequencing and Sexual Crossing". PLoS ONE 7(11):50034.
Chowdhary, Anuradha, Shallu Kathuria, Jianping Xu, a Jacques F. Meis. 2013. „Emergence of AzoleResistant Aspergillus fumigatus Strains due to Agricultural Azole Use Creates an Increasing Threat to Human Health". PLoS Pathogens 9(10):e1003633.
Guinea, J., P. E. Verweij, J. Meletiadis, J. W. Mouton, F. Barchiesi, M. C. Arendrup, S. Arikan-Akdagli, M. Castanheira, E. Chryssanthou, N. Friberg, H. Järv, N. Klimko, O. Kurzai, K. Lagrou, C. LassFlörl, M. Mares, T. Matos, C. B. Moore, K. Muehlethaler, T. R. Rogers, C. T. Andersen, A. Velegraki. 2019. „How to: EUCAST recommendations on the screening procedure E.Def 10.1 for the detection of azole resistance in Aspergillus fumigatus isolates using four-well azolecontaining agar plates". Clinical Microbiology and Infection 25(6):681–87.
Lestrade, Pieter P., Robbert G. Bentvelsen, Alexander F. A. D. Schauwvlieghe, Steven Schalekamp, Walter J. F. M. van der Velden, Ed J. Kuiper, Judith van Paassen, Ben van der Hoven, Henrich A. van der Lee, Willem J. G. Melchers, Anton F. de Haan, Hans L. van der Hoeven, Bart J. A. Rijnders, Martha T. van der Beek, a Paul E. Verweij. 2018. „Voriconazole Resistance and Mortality in Invasive Aspergillosis: A Multicenter Retrospective Cohort Study". Clinical Infectious Diseases.
Linden, J. W. M. van der, Eveline Snelders, Greetje A. Kampinga, Bart J. A. Rijnders, Eva Mattsson, Yvette J. Debets-Ossenkopp, Ed J. Kuijper, Frank H. van Tiel, Willem J. G. Melchers, Paul E. Verweij. 2011. „Clinical implications of azole resistance in Aspergillus fumigatus, The Netherlands, 2007-2009". Emerging Infectious Diseases 17(10):1846–54.
Meis, Jacques F., Anuradha Chowdhary, Johanna L. Rhodes, Matthew C. Fisher, Paul E. Verweij. 2016. „Clinical implications of globally emerging azole resistance in Aspergillus fumigatus". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 371(1709).
Snelders, Eveline, Robert A. G. Huis In't Veld, Anthonius J. M. M. Rijs, Gert H. J. Kema, Willem J. G. Melchers, Paul E. Verweij. 2009. „Possible environmental origin of resistance of Aspergillus fumigatus to medical triazoles". Applied and Environmental Microbiology 75(12):4053–57.
De Valk, Hanneke A., Jacques F. G. M. Meis, Ilse M. Curfs, Konrad Muehlethaler, Johan W. Mouton, Corné H. W. Klaassen. 2005. „Use of a Novel Panel of Nine Short Tandem Repeats for Exact and High-Resolution Fingerprinting of Aspergillus fumigatus Isolates". JOURNAL OF CLINICAL MICROBIOLOGY 43(8):4112–20.
Verweij, Paul E., Susan J. Howard, Willem J. G. Melchers, David W. Denning. 2009. „Azoleresistance in Aspergillus: Proposed nomenclature and breakpoints". Drug Resistance Updates 12(6):141–47.
Verweij, Paul E., Robert A. Samson, Judith Kuijpers, János Varga, Eveline Snelders, Anthonius J. M. M. Rijs, Willem J. G. Melchers, Henrich A. L. van der Lee, A. Rogier T. Donders, Emilia Mellado. 2008. „Emergence of Azole Resistance in Aspergillus fumigatus and Spread of a Single Resistance Mechanism". PLoS Medicine 5(11):219.

Předběžná náplň práce

Aspergillus fumigatus je celosvětově rozšířený půdní druh, který je nejčastějším původcem oportunních infekcí mezi vláknitými houbami, postihujících převážně pacienty po transplantacích. V mnoha zemích je v současnosti pozorován extrémní nárůst rezistence k azolovým derivátům, které tvoří první linii léčby. Nárůst rezistence bývá spojován s používáním azolových fungicidů v zemědělství. Tato hypotéza ale není definitivně potvrzena. Situace v ČR není zatím známá, přestože je znalost lokální situace určující pro místní léčebná schémata u rizikových pacientů. Řešený projekt má za cíl zjistit prevalenci azolové rezistence u A. fumigatus v ČR v klinickém materiálu a půdním prostředí (pole ošetřovaná vs. neošetrovaná fungicidy). Dalším cílem je zkoumání genetického pozadí této rezistence a vztahů mezi rezistentními izoláty z půdy a klinického materiálu na populačně-genetické úrovni (zjištění cesty šíření rezistentních kmenů mezi prostředími). Výsledky projektu mohou mít dopad v oblasti empirické léčby aspergilózy a posunou naše znalosti o vlivu užívání azolových fungicidů v zemědělství na vznik rezistence.

Cíle práce:
1/ Zjištění prevalence azolové rezistence u českých pacientů trpících aspergilózou. V závislosti na míře rezistence budou vyslovena doporučení vzhledem k současným léčebným schématům.

2/ Stanovení prevalence azolové rezistence a převládajících molekulárních mechanismů u půdních izolátů A. fumigatus ve vztahu k používání azolových fungicidů. Zjištění souvislosti mezi genotypy rezistentních kmenů v půdním a klinickém prostředí.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Aspergillus fumigatus is a widespread soil-borne species. It is the most common filamentous fungus that causes infections especially in transplant patients. An extreme increase of resistance to azole derivatives, that constitute first line therapy of aspergillosis, was recently reported worldwide. This increase is probably related to use of azole fungicides in agriculture, but this hypothesis has not been definitively proven. The level of resistance in the Czech Rep. is largely unknown, despite the knowledge about local situation is crucial for treatment management. The aim of the project is to determine the prevalence of azol-resistance in A. fumigatus in the Czech Rep. in clinical material and soil (fields treated and untreated with azoles). Another aim is to study the genetic background of resistance and the relationships between resistant soil and clinical isolates at the population-genetic level. The results may influence the local recommendations for the treatment of aspergillosis, and will deepen our knowledge on the impact of azole fungicides use in agriculture on the development of resistance.