Автореферат (Адаптивные свойства уропатогенных escherichia coli)

На правах рукописиАЛЬ БАЯТИ БАСИМ МОХАММАД ИБРАХИМАДАПТИВНЫЕ СВОЙСТВА УРОПАТОГЕННЫХ ESCHERICHIA COLI03.02.03 – МикробиологияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукМосква – 2017Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательскийгосударственный университет имени Н.Г. Чернышевского» на кафедремикробиологии и физиологии растений.Научный руководитель:Официальные оппоненты:Ведущая организация:Глинская Елена Владимировна,кандидат биологических наук, доцентФГБОУ ВО «Саратовский национальныйисследовательский государственныйуниверситет имени Н.Г. Чернышевского»,кафедра микробиологии и физиологиирастений, доцентЩербаков Анатолий Анисимович,доктор биологических наук, профессорФГБОУ ВО «Саратовский государственныйаграрный университет имени Н.И.

Вавилова»,кафедра микробиологии, биотехнологиии химии, профессор кафедрыДерябин Дмитрий Геннадьевич,доктор медицинских наук, профессорФГБУ «Государственный научный центрдерматовенерологии и косметологии»Министерства здравоохранения РоссийскойФедерации, заведующий отделомлабораторной диагностики ИППП идерматозовФГАОУ ВО «Южный федеральныйуниверситет»Защита диссертации состоится «25» октября 2017 года в 15 часов на заседанииСовета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.203.39при Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, г.

Москва,ул. Миклухо-Маклая, д. 8.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВО«Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, г. Москва,ул. Миклухо-Маклая, д. 6 и на сайте dissovet.rudn.ruАвтореферат диссертации разослан «»Ученый секретарь диссертационного совета,кандидат биологических наук, доцент22017 г.О. Б. ГиганиОбщая характеристика работыАктуальность исследования.

Инфекции мочевыводящих путей (ИМП)занимают второе место по распространенности среди заболеваниймочевыделительной системы человека (Takhar, Moran, 2014). Данныезаболевания диагностируются у людей обоих полов разного возраста, хотячаще встречаются у женщин (Manning et al., 2010). Ежегодно более 7 млнчеловек обращаются к специалистам с подозрениями на ИМП, более миллионаиз них госпитализируют, а затраты на их лечение составляют примерно 3 млрддолларов (Naber et al., 2009).Инфекции мочевыводящих путей чаще всего имеют бактериальнуюэтиологию (Al-Badr, Al-Shaikh, 2013; Brooks et al., 2010). Ведущую роль вразвитии ИМП играют представители семейства Enterobacteriaceae, а на долюEscherichia coli приходится почти 90% всех диагностированных случаев (Rezaet al., 2011).

Бактерии E. coli, поражающие мочевыделительную систему,получили название уропатогенных E. coli (UPEC). В процессе эволюции этибактерии приобрели целый ряд факторов, включая адгезины, токсины,сидерофоры и полисахаридные структуры клеточной стенки, которыеобеспечивают их адаптацию к существованию в данном биотопе, а именноподдерживают и усиливают прикрепление к клеткам уроэпителия, повышая ихустойчивость к действию лекарственных препаратов, иммунологическихзащитных механизмов (Гриценко и др., 1998; Yamamoto et al., 2007; Farshad etal., 2010; Sokurenko et al., 2004; Thoureen et al., 2015).Важным параметром, описывающим активность бактерий – возбудителейИМП, является резистентность к антимикробным препаратам (Erb et al., 2007).Выработка патогенными бактериями, обитающими в мочевыводящей системе,резистентности к антимикробным препаратам – это проблема, с которой впоследнее время все чаще сталкиваются во многих странах (CDER, 2015).Частично данное явление обусловлено обширным, чрезмерным, нецелевым илинеправильным использованием антибиотиков (Johnson et al., 2006).

Согласноисследованиям европейских ученых, количество зафиксированных случаеврезистентности к антибиотикам возрастает от года к году, при этом в последнеевремя появились сведения о существенном увеличении числа патогенныхбактерии, устойчивых к действию нескольких наиболее распространенныхантибиотиков, использующихся для лечения ИМП (Barber et al., 2013).Еще одной стратегией бактерий, позволяющей им выживать в условияхмакроорганизма, является их способность к формированию микробныхбиопленок, что и играет ключевую роль в патогенезе ИМП (Jabalameli et al.,2012). Биопленочные формы бактерий характеризуются сниженнойметаболической активностью и повышенной устойчивостью к действиюантимикробных препаратов. Микробные биопленки могут формироваться какна поверхности клеток макроорганизма, так и на изделиях медицинскогоназначения, обуславливая тем самым длительную персистенцию возбудителя иразвитие катетер–ассоциированных инфекций (Wilson et al., 2011;Peter et al., 2012).3Степень разработанности проблемы.

Ведущая роль в развитии ИМПпринадлежит условно-патогенным бактериям семейства Enterobacteriaceae(Gradwohl et al., 2011; Mazzulli, 2012; Vasudevan, 2014; Edmonton, 2015; NICE,2015).В работах (Mladin et al., 2009; Ramirez, Tolmasky, 2010; Tada et al., 2013;Saad et al., 2015; Praharaj et al., 2016) приведены данные о наличии в геномеусловно-патогенных бактерий генов, кодирующих устойчивость кантимикробным препаратам.Значение факторов адгезии грамотрицательных бактерий для реализацииначальных этапов взаимодействия с макроорганизмом, обеспечивающихразвитие инфекционного процесса, представлено в работах (Далин, Фиш, 1985;Маянский, 2006; Mladin et al., 2009; Oliveira et al., 2011; Tarchouna et al., 2013;Abass et al., 2014; Hojati et al., 2015).В работах (Schroll et al., 2007; Wilson et al., 2011; Jabalameli et al., 2012;Peter et al., 2012; Scott et al., 2015) обоснована важная роль микробныхбиопленок в развитии инфекционных заболеваний, связанных с оказаниеммедицинской помощи при использовании изделий медицинского назначения.Цель исследования – изучить адаптивные свойства уропатогенныхEscherichia coli, выделенных от пациентов Багдадского учебного госпиталя.Задачи исследования.1.

Изучить видовой состав возбудителей, выделенных от больных спризнаками ИМП, определить преобладающие виды и провести анализ частотывстречаемости возбудителей заболеваний в зависимости от пола и возрастапациентов.2. Определить спектр чувствительности клинических штаммов E. coli кантимикробным препаратам и наличие у них бета-лактамаз расширенногоспектра (БЛРС) фенотипическим методом.3. Выявить корреляцию установленной фенотипическими методамиустойчивости к бета-лактамным и аминоглизидным антибиотикамуропатогенных E. coli с наличием генетических детерминант: плазмидныхгенов ctx-m и aac(3)-II.4. Изучить влияние наличия гена fimH на адгезивные свойства ипленкообразующую способность клинических штаммов E.

coli.5. Исследовать структурные особенности моделей микробных биопленокE. coli, сформированных на поверхности изделий медицинского назначения вусловиях in vitro, штаммами, отличающимися по наличию гена fimH.Научная новизна. Впервые показано, что наличие гена fimH обеспечиваетболее эффективный процесс формирования микробных биопленокклиническими штаммами E.

coli в условиях in vitro на инертных поверхностяхлунок иммунологического планшета и фрагментах полиуретановогоуретрального катетера.Установлено, что продукция БЛРС уропатогенными штаммами E. coli,выделенными от пациентов с признаками ИМП Багдадского учебногогоспиталя, связана с наличием плазмидного гена ctx-m, что и обусловливает ихполирезистентность к бета-лактамным антибиотикам.4Выявлено, что сочетанная устойчивость клинических штаммов E. coli каминогликозидам II и III поколения связана с наличием плазмидного генаaac(3)-II, кодирующего фермент ацетилтрансферазу, субстратом для которогоявляются тобрамицин и гентамицин.Теоретическая и практическая значимость работы.

Обобщены исистематизированы данные о биологических особенностях уропатогенныхE. coli – возбудителях ИМП бактериальной этиологии, механизмах ихустойчивости к антимикробным препаратам, роли микробных биопленок вразвитии ИМП. Полученные результаты являются основанием для выборанаиболее эффективных антибиотиков при лечении ИМП, вызванныхполирезистентными штаммами уропатогенных E. coli, продуцирующих БЛРС иацетилтрансферазу. Данные о повышенной способности уропатогенных E. coli,имеющих плазмидный ген fimH, к формированию биопленок на изделияхмедицинского назначения являются основанием для разработки и проведениямероприятий по предотвращению катетер-ассоциированных инфекций приоказании высокотехнологичной медицинской помощи.Методология диссертационного исследования.

Диссертационная работаносит экспериментальный характер. Выбор методов настоящей работысоответствовал поставленным целям и задачам. При проведении исследованияи изложении материала автором были применены такие общенаучные методы,как анализ литературных данных и обобщение, эмпирические методыисследования (измерение, эксперимент, метод сравнения, оценка и описание).Применение указанных методов и детальный статистический анализполученных значений позволили обеспечить объективность и достоверностьрезультатов и выводов.Внедрение в практику. Материалы диссертации используются в учебномпроцессе кафедры микробиологии, биотехнологии и химии ФГБОУ ВО«Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»,кафедры микробиологии и физиологии растений ФГБОУ ВО «Саратовскийнациональный исследовательский государственный университет имениН.Г.

Чернышевского».Основные положения, выносимые на защиту.1. Клинические штаммы уропатогенных E. coli, выделенные от пациентов спризнаками ИМП, находящихся на амбулаторном лечении в Багдадскомучебномгоспитале,характеризуютсямножественнойлекарственнойустойчивостью к антимикробным препаратам, применяемым для этиотропнойтерапии.2. Устойчивость клинических штаммов уропатогенных E.

coli к беталактамным и аминогликозидным антибиотикам связана с наличием у них генаctx-m, кодирующего БЛРС, и гена aac(3)-II, кодирующего ферментацетилтрансферазу.3. Активное формирование микробных биопленок на поверхности изделиймедицинского назначения клиническими штаммами уропатогенных E. coliсвязано с их высокой адгезивной способностью, обусловленной наличием генаfimH.5Степень достоверности и апробация работы.