Adaptation of acinetobacter baumannii to colistin exposure: In vivo and in vitro experience

Acinetobacter baumannii (A.baumannii) ciddi enfeksiyonlara ve yüksek ölüm oranlarına neden olan patojenlerden biridir. Çoklu antibiyotik dirençli ve kolistin dirençli A.baumannii dünyada özellikle hastanelerde hızla yayılmaktadır. A.baumannii'de kolistin direncine neden olan 2 farklı mekanizma vardır: lpx genlerinde meydana gelen mutasyonlar ve pmrCAB operonunda meydana gelen nokta mutasyonları. İki mekanizma da hücre duvarının yapısında değişimlere neden olarak kolistinin bağlanmasını engellemektedir. Ancak tetikleyici faktörler ve colistin direncinin evrimsel mekanizmaları hala açıklığa kavuşmamıştır. Biz bu çalışmada kolistin kullanımına bağlı kolistin direnci gelişimini laboratuvar ortamında taklit ederek, direncin ilerlemesini takip etmeyi ve in vitro elde edilen sonuçları hastada in vivo gelişen direnç ile karşılaştırmayı hedefledik. VKV Amerikan Hastanesi (İstanbul) yoğun bakım ünitesinde Şubat – Mart 2016 döneminde yatan 35 yaşında kadın bir hasta çalışmaya dâhil edildi. Toplam dört kolistin duyarlı ve bir kolistin dirençli izolat toplandı. Hastanın klinik verileri ve tedavi sonuçları kaydedildi. Kolistin maruziyetine bağlı kolistin direnci gelişiminin taklidi için duyarlı izolatların 1 mg/L kolistin varlığında günlük seri pasajları yapıldı. Nesillerin minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değerleri sıvı mikrodilüsyon yöntemi ile ölçüldü. Kolistin dirençli klinik izolat ve in vitro deneylerden belirli nesiller moleküler analizler için seçildi. pmrCAB operonu, lpxA, lpxC ve lpxD genleri sekanslandı. pmrC, pmrA, and pmrB genlerinin ekspresyonları qRT-PCR ile tespit edildi. Hastanın verileri ve moleküler testlerin sonuçları karşılaştırıldı. pmrA, pmrB ve pmrC genlerinin ekspresyonu kolistin dirençli klinik izolatta kolistin duyarlıya göre sırasıyla 1.6, 1.74 ve 1.72 kat fazla bulundu. Kolistin direnci hastada kolistin tedavisinin 25. günü tespit edildi. Dört duyarlı örneğin 38 seri pasajında, ilk pasajdan sonra kolistin MİK değerleri sınır değeri olan 2 mg/L'nin üzerindeydi. Deneyin 26. jenerasyonunda bütün izolatların pmrC ekspresyonu en yüksek değerine ulaştı (2.11-; 29.65 kat). Aynı jenerasyonda dört izolatın ikisinde pmrA (1.97 ve 8.54 kat) ve pmrB (2.31 ve 11.24 kat) ekspresyonları en yüksek değerlerine ulaştı. Ayrıca pmrA, pmrB, pmrC, lpxA, lpxC ve lpxD genlerinde çok sayıda insersiyon ttespit edildi. Sonuç olarak, pmrC, pmrA ve pmrB deki ekspresyon artışı ile birlikte pmrA, pmrB, pmrC ve lpx genlerinde meydana gelen mutasyonlar kolistin direnci gelişimine katkı sağlamaktadır. En yüksek pmrCAB ekspresyonlarının maruziyetin üçüncü haftasında ve sonrasında görülmesi ile kolistin-dirençli örneğin klinikte kolistin tedavinin 25. günü izole edilmesi bize A.baumannii'de kolistin direnci gelişimi için uzun dönem tedavi gerekliliğini gösterdi. Kolistin ile tedavi süresi ve kolistin direncinde önemli faktörler olarak bulundu. Bunlara göre, kolistin tedavisi sırasında kolistin kullanım süresi ve kombine tedavi seçenekleri göz önüne alınmalıdır.