Kan kültürlerinden izole edilen pseudomonas aeruginosa suşlarında biyofilm ve TİP-3 sekresyon sistemi arasindaki ilişkinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada Pamukkale Üniversitesi Sağlık Araştırma Uygulama Merkezi Mikrobiyoloji Laboratuvarı’nda kan kültürlerinden izole edilen P. aeruginosa suşlarının biyofilm oluşumu, Tip 3 sekresyon sistemi (T3SS), ilişkili genler ve antibiyotik dirençleri araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya alınan 100 suşun 50 tanesi yoğun bakım ünitelerinden (%50), 50 tanesi (%50) yoğun bakım dışından gönderilen kan kültürü örneklerinden izole edilmiştir. Kongo kırmızısı agar besiyerinde 100 P. aeruginosa suşunun 25 tanesinde (%25) biyofilm oluşumu pozitif bulunup, bunların 18 tanesi (%36) yoğun bakım ünitelerinden gönderilirken, 7 (%14) tanesi yoğun bakım dışından gönderilmiştir. Yoğun bakım ünitelerinden gönderilen örneklerde yoğun bakım dışından gönderilen örneklere göre biyofilm oluşumu istatiksel açıdan anlamlı düzeyde fazla bulunmuştur (p<0.05). Mikrotitrasyon plağı yöntemi ile yapılan biyofilm çalışmamızda P. aeruginosa suşlarının 69 tanesinde (%69) biyofilm oluşumu pozitif tespit edilmiştir. Yoğun bakım ünitelerinden gönderilen kan kültürlerinden izole edilen suşların 34 tanesinde (%68) biyofilm oluşumu pozitif saptanmıştır. Yoğun bakım dışından gönderilen örneklerden elde edilen suşların 35 tanesinde (%70) biyofilm oluşumu pozitif saptanmıştır. Kongo kırmızısı agar besiyerinde değerlendirilen biyofilm ile mikrotitrasyon plak yöntemi arasındaki uyum karşılaştırıldığında yöntemler arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık mevcuttur (p<0.05).Çalışmada P. aeruginosa suşlarının en yüksek antibiyotik direnci %20 oranında seftazidime ve %19 oranında imipeneme karşı görülmüştür. Yoğun bakım ünitelerinden gönderilen örneklerden izole edilen suşlarda siprofloksasin haricinde antibiyotik direnç oranının yoğun bakım dışından gönderilen örneklerden izole edilen suşlardaki antibiyotik dirençlerine göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Biyofilm oluşturan grubun; sefepim, seftazidim, imipenem, piperasilin-tazobaktam antibiyotikleri direnç oranlarının biyofilm oluşturmayan gruba göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Pseudomonas aeruginosa’da biyofilm oluşumu ilişkili genlerin varlığı (pslA, pelA, ppyR) ve P.aeruginosa’nın Tip 3 sekresyon sisteminde görev alan (exoS, exoY, exoT, exoU) genlerin varlığı araştırılmıştır. Çalışmada 100 suşun tamamında (%100) pslA geni, 99’unda (%99) pelA geni, 99’unda (%99) ppyR geni pozitif saptandı. pslA geni pozitif 100 suşun kongo kırmızısı agar besiyerinde; 25 tanesi biyofilm pozitif (%25), pelA geni pozitif 99 suşun kongo kırmızısı agar besiyerinde; 25 tanesi biyofilm pozitif (%25.3), ppyR geni pozitif 99 suşun kongo kırmızısı agar besiyerinde; 25 tanesi pozitif (%25.3) saptandı.pslA geni pozitif 100 suşun mikrotitrasyon plak yönteminde 69 tanesi (%69) biyofilm pozitif, pelA geni pozitif 99 suşun mikrotitrasyon plak yönteminde; 68 tanesi (%68.7) biyofilm pozitif, ppyR geni pozitif 99 suşun mikrotitrasyon plak yönteminde; 68 tanesi (%67.7) biyofilm pozitif saptandı. Antibiyotik dirençleri ile biyofilm genleri karşılaştırılmasında pslA geni pozitif suşlarda en yüksek direnç oranı seftazidime (%20) ve sırasıyla imipenem (%19), piperasilin-tazobaktam (%18) ve sefepime (%17) karşı görülmüştür. pelA ve ppyR genindeki pozitiflik durumlarına göre antibiyotik direnç dağılımları arasında istatistiksel olarak anlamlı fark görülmemiştir. Çalışmamızda 100 P. aeruginosa’nın 88’inde (%88) exoS geni, tamamında (%100) exoY ve exoT geni, 27’sinde (%27) exoU geni pozitif saptandı. exoS, exoU biyofilm oluşturan izolatlarda oluşturmayan izolatlara göre daha fazla oranda pozitif tespit edilmiştir. exoS negatif hastalarda siprofloksasin direnci pozitiflere göre anlamlı olarak yüksek bulunmuştur (p<0.05). exoU pozitif hastalarda levofloksasin direnci negatiflere göre anlamlı olarak yüksek bulunmuştur (p<0.05). Biyofilm oluşturan suşlarda biyofilm genlerinden en az biri pozitif saptanmıştır. Biyofilm genleri pozitif saptanan suşlarda Tip-3 sekresyon sistemi genlerinden en az biri saptanmış olup, biyofilm oluşumu ile tip 3 sekresyon sistemi virulans faktörlerinin klinik anlamda ilişkili olduğu düşünülmüştür. P. aeruginosa’da biyofilm ve T3SS antibiyotik direncine katkı sağlayan önemli virulans faktörlerinden olduğu düşünülmüştür.

This study aimed to investigate the biofilm formation, Type 3 secretion system (T3SS), related genes and antibiotic resistance of P. aeruginosa strains isolated from blood cultures in Pamukkale University Health Research and Application Center Microbiology Laboratory.Of the 100 strains included in the study, 50 (50%) were isolated from intensive care units, while 50 (50%) were isolated from non-intensive care departments. Biofilm formation was positive in 25 (25%) of 100 P. aeruginosa strains on Congo red agar; among these, 18 (36%) were sent from intensive care units, while 7 (14%) were sent from non-intensive care departments. Biofilm formation was significantly higher on samples sent from the intensive care units compared to those from non-intensive care departments (p<0.05). Biofilm formation was positive in 69 (69%) of P. aeruginosa strains in our biofilm study performed with the microtitration plate method. Biofilm formation was positive in 34 (68%) of the strains isolated from blood cultures sent from intensive care units. Biofilm formation was positive in 35 (70%) of the strains obtained from samples of non-intensive care departments (p<0.05). When the compatibility between the biofilm evaluated on Congo red agar medium and the microtitration plate method was compared, there was a significant difference between the methods (p<0.05).The highest levels of antibiotic resistance were against ceftazidime (20%) and imipenem (19%). Except for ciprofloxacin, the rate of antibiotic resistance in the strains isolated from the samples sent from the intensive care units was higher than the antibiotic resistance in the strains isolated from the samples of non-intensive care departments. It was observed that the resistance rates of cefepime, ceftazidime, imipenem, piperacillin-tazobactam antibiotics were higher in the biofilm-forming group than in the non-biofilm-forming group.The presence of genes associated with biofilm formation (pslA, pelA, ppyR) in Pseudomonas aeruginosa and the presence of genes involved in the Type 3 secretion system of P.aeruginosa (exoS, exoY, exoT, exoU) were investigated. The pslA gene was positive in all 100 (100%) strains, the pelA gene was found in 99 (99%) and the ppyR gene was positive in 99 (99%) strains. While 25 (25%) of 100 strains positive for pslA gene were biofilm positive on Congo red agar medium; of 99 pelA gene positive strains, 25 were biofilm positive (25.3%) on Congo red agar medium and of 99 ppyR gene positive strains, 25 (25.3%) were positive on Congo red agar medium. 69 (69%) of 100 strains positive for pslA gene; 68 (68.7%) of 99 strains positive for pelA gene and 68 (67.7%) of 99 strains positive for ppyR gene were biofilm positive in microtitration plate method. In the comparison of antibiotic resistances with biofilm genes, the highest resistance rates in pslA gene positive strains were against ceftazidime (20%), imipenem (19%), piperacillin-tazobactam (18%) and cefepime (17%). There was no significant difference between antibiotic resistance distributions according to the positivity of pelA and ppyR gene.ExoS gene was positive in 88 (88%) of 100 P. aeruginosa; while all (100%) were positive for exoY and exoT genes and 27 (27%) were positive for exoU gene. exoS was more positive in exoU biofilm-forming isolates than in non-forming isolates.Ciprofloxacin resistance was significantly higher in exoS negative patients than in positive patients (p<0.05). Levofloxacin resistance was significantly higher in exoU positive patients than in negative patients (p<0.05). At least one of the biofilm genes was positive in biofilm forming strains. At least one of the Type-3 secretion system genes were detected in strains with positive biofilm genes, and it was thought that biofilm formation and type 3 secretion system virulence factors were clinically related. Biofilm and T3SS were thought to be important virulence factors contributing to antibiotic resistance in P. aeruginosa.