velikost textu

Genetic basis of multidrug resistance in Acinetobacter baumannii

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Genetic basis of multidrug resistance in Acinetobacter baumannii
Název v češtině:
Genetický základ multirezistence u Acinetobacter baumannii
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Lenka Křížová, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Alexandr Nemec, Ph.D.
Oponenti:
Paul Higgins, Dr.
doc. MUDr. David Šmajs, Ph.D.
Id práce:
83117
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
30. 4. 2014
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Mobilní genetické elementy; ostrovy rezistence; epidemické klony
Klíčová slova v angličtině:
Mobile genetic elements; resistance islands; epidemic clones
Abstrakt:
Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta Katedra genetiky a mikrobiologie Studijní program: Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie Genetický základ multirezistence u Acinetobacter baumannii Lenka Křížová Školitel: Doc. RNDr. Alexandr Nemec, Ph.D. Konzultant: RNDr. Lubomír Janda, Ph.D. Praha 2014 SOUHRN Acinetobacter baumannii je významný původce infekcí u pacientů v nemocniční péči. Rostoucí podíl multirezistentních a panrezistentních kmenů tohoto druhu se v posledním desetiletí stal celosvětovým problémem. Z populačně-genetického hlediska je významné, že tyto kmeny náležejí pouze do několika klonálních linií, tzv. Evropských klonů I, II a III. Odolnost těchto kmenů vůči původně účinným antimikrobním látkám je dána jejich schopností účinně vyvíjet, získávat a kombinovat nejrůznější mechanismy rezistence. Tato dizertační práce obsahuje šest studií, které přispěly k rozšíření znalostí o epidemiologii a genetice multirezistence u A. baumannii. První studie se zabývá epidemiologií rezistence ke karbapenemům u nemocničních kmenů acinetobakterů. Nárůst této rezistence v letech 2005-2006 byl spojen s rozšířením kmenů A. baumannii náležejícím k Evropskému klonu II a hlavním mechanismem této rezistence byla zvýšená exprese druhově inherentního genu pro OXA-51. U studovaných kmenů byla dále zjištěna značná variabilita v citlivostech k dalším klinicky významným antibiotikům plynoucí z horizontální akvizice různých genů rezistence (např. aacC1, aphA6 nebo blaTEM-1) a/nebo rozdílné exprese efluxního systému AdeABC. Druhá a třetí studie se věnuje molekulárně-genetické charakterizaci kmene A. baumannii, který byl vysoce rezistentní ke karbapenemům a který byl v roce 2011 importován do České republiky z Egypta. Kmen nese geny pro pět různých ß-laktamáz (NDM-1, OXA-23, OXA-51-like, TEM-1 a ADC) a nejméně pět dalších mechanismů rezistence, což vysvětluje jeho citlivost pouze na kolistin a tobramycin. Ve čtvrté studii popisujeme klinicky významný mechanismus rezistence A. baumannii k sulbaktamu založený na produkci získané ß-laktamázy TEM-1. Úlohu TEM-1 jsme experimentálně potvrdili na základě (i) pozitivní korelace mezi mírou exprese genu blaTEM-1 a rezistence k sulbaktamu, (ii) přenosu sulbaktamové rezistence na původně citlivý kmen A. baumannii pomocí transformace genem blaTEM-1 a (iii) citlivosti kmene produkujícího ß-laktamázu TEM-19 (enzymaticky méně aktivní variantu TEM-1) k sulbaktamu. Pátá a šestá studie popisují strukturní rozmanitost genomových ostrovů rezistence (AbaR) u kmenů A. baumannii náležejících k Evropskému klonu I ve snaze porozumět evoluci multirezistence u této klonální linie. Výsledky ukázaly, že ostrov rezistence AbaR3 byl u klonu I původní strukturou, která mohla tomuto klonu v nemocničním prostředí poskytnout výraznou selektivní výhodu. Dále jsme popsali devět nových variant ostrovů, jež pravděpodobně vznikly delecemi v původní struktuře AbaR3, a to skrze homologní rekombinaci nebo transpoziční aktivitu inzerční sekvence IS26.
Abstract v angličtině:
Charles University in Prague, Faculty of Science Department of Genetics and Microbiology Ph.D. study program: Molecular and Cellular Biology, Genetics and Virology Genetic basis of multidrug resistance in Acinetobacter baumannii Lenka Křížová Supervisor: Doc. RNDr. Alexandr Nemec, Ph.D. Supervisor-consultant: RNDr. Lubomír Janda, Ph.D. Prague 2014 SUMMARY Acinetobacter baumannii has emerged as a significant bacterial pathogen pre-eminently associated with hospital-acquired infections. Strains of this species may currently exhibit resistance to nearly all or even all clinically relevant drugs. The vast majority of epidemic and multidrug-resistant A. baumannii strains belong to a few globally spread lineages, in particular to the so-called European (EU) clones I, II, and III. Complex resistance patterns displayed by these strains result from their marked capacity to develop, acquire, and combine secondary resistance mechanisms against originally effective agents. The aim of this thesis was to broaden our knowledge on the genetic basis and epidemiology of multidrug resistance in A. baumannii. The obtained results have been published in the form of six studies which are part of this thesis. In the first study, we analysed the epidemiology of carbapenem resistance among hospital strains of Acinetobacter in the Czech Republic. We have shown that the emergence of this resistance was associated with the spread of A. baumannii strains of EU clone II and it was predominantly caused by the overexpression of the intrinsic blaOXA-51-like gene. Furthermore, the striking variation in the susceptibility to other clinically relevant drugs in these strains appeared to result from both the horizontal spread of resistance genes (e.g. aacC1, aphA6, or blaTEM-1) and differential expression of the AdeABC efflux pump. The second and third studies dealt with the genotypic characterization of a high-level carbapenem resistant strain of A. baumannii imported to the Czech Republic from Egypt in 2011. The strain co-harboured genes encoding five ß-lactamases (NDM-1, OXA-23, OXA-51-like, TEM-1, and ADC) and at least five other resistance mechanisms, which made it resistant to all clinically relevant drugs except for colistin and tobramycin. In the fourth study, we have identified and described a clinically relevant mechanism of sulbactam resistance in A. baumannii based on the production of the TEM-1 ß-lactamase. Its role was supported especially by the correlation between the level of sulbactam resistance and the expression of the blaTEM-1 gene, by the transferability of sulbactam resistance via a blaTEM-1-carrying plasmid, and by the susceptibility of a clinical strain expressing TEM-19, a low activity variant of TEM-1. In the fifth and sixth studies, we investigated the structural diversity of AbaR genomic resistance islands in the population of A. baumannii EU clone I in order to find additional clues for a better understanding of the evolution of antibiotic resistance in this multidrug-resistant lineage. We have described nine novel AbaR islands which were truncated variants of AbaR3. These variants resulted either from IS26-mediated deletions or homologous recombination. We suggested that AbaR3 is the original form of AbaR in EU clone I, which may have provided strains of the lineage with a selective advantage facilitating their spread in European hospitals in the 1980s or before.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Lenka Křížová, Ph.D. 1.78 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Lenka Křížová, Ph.D. 73 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Lenka Křížová, Ph.D. 65 kB
Stáhnout Posudek oponenta Paul Higgins, Dr. 85 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. MUDr. David Šmajs, Ph.D. 602 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 767 kB