ФЕНОТИПОВІ І ГЕНОТИПОВІ ДЕТЕРМІНАНТИ АНТИБІОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТІ ГРАМНЕГАТИВНИХ БАКТЕРІЙ - ЕТІОЛОГІЧНИХ ЧИННИКІВ ІНФЕКЦІЙНИХ УСКЛАДНЕНЬ БОЙОВИХ РАН (Ukrainian)

PHENOTYPIC AND GENOTYPIC DETERMINANTS OF ANTIBIOTIC RESISTANCE OF GRAM-NEGATIVE BACTERIA - ETIOLOGICAL FACTORS OF INFECTIOUS COMPLICATIONS OF WAR WOUNDS. (English)
ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ И ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ ДЕТЕРМИНАНТЫ АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ - ЭТИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ИНФЕКЦИОННЫХ ОСЛОЖНЕНИЙ БОЕВЫХ РАН (Russian)

For the present day, antibiotic-resistant gram-negative bacterial flora dominates among the pathogens of infectious complications of war wounds. In the process of choosing and predicting the effectiveness of therapeutic measures, the data related to the phenotypic evidence of antibiotic resistance, as well as its genetic determinants are of vital importance. Genetic analysis data will help determine the mechanisms by which the resistance to antibiotics is implemented, establish genes that are inactive, but potentially can compromise the effectiveness of antibiotics. The information on the distribution of antibiotic-resistant genes will determine the tendency of the epidemic situation changing in the system of medical evacuation and assistance to the wounded, as well as develop the anti-epidemic measures. The purpose of the study was to determine antibiotic resistance phenotypes and antibiotic resistance genes peculiar to gram-negative bacteria, which inflict the infectious complications of war wounds in a modern military conflict in Ukraine. Methods. Antibiotic susceptibility testing of eighteen gram negative bacteria isolates which caused infectious complications of battle wounds had been studied automatically on the three commercial platforms according to current Clinical and Laboratory Standards Institute guidelines. The isolates underwent analysis by whole genome sequencing with "next - generation sequencing" method on applied biosystems/life technologies platform. Comparison of identified genome sequences had been done with Genbank data using Basic Local Alignment Search Tool technology. Results. Overall, 47 different antibiotic resistance genes were identified among the presented isolates. Acinetobacteria sp. isolates carried beta-lactamases of the classes blaTEM-1B and blaOXA-2, blaOXA-24, blaPER-1. Studied Klebsiella sp., Enterobacteriaceae sp. and P. aeruginosa harbor several narrow-spectrum β-lactamases. The blaCTX-M-15 gene encoding the extended spectrum of beta-lactamase was detected in K. pneumoniae and in all isolates of E. cloacae. A. baumanii, E. cloacae and K. pneumoniae were capable to produce carbapenemases. In Acinetobacteria sp., this phenotype was associated with the blaOXA-23 and blaOXA-24 genes, for Enterobacteriaceae sp. - with blaOXA-48. Conclusions. The investigated microorganism strains express multidrug-resistant phenotypes. The genome of these strains contains the genes determining the resistance to carbapenems, aminoglycosides, low effectiveness of fluoroquinolones and unprotected cephalosporins, which explains the associated resistance to antibiotics with different mechanisms of antimicrobial activity. It is reasonable to use the obtained data in the process of developing the practical recommendations for the rational use of antibiotics in the treatment of infectious complications of war wounds. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Среди возбудителей инфекционных осложнений боевых ранений в современ- ности доминирует резистентная к антибиотикам грамотрицательная микрофлора. В процессе выбора и прогнозирования эффективности лечебных мероприятий оди- наково важны данные о фенотипических проявлениях устойчивости и информация об их генетических детерминантах. Данные генетического анализа помогут опред- елить механизмы, за счет которых реализована устойчивость к антибиотикам, а сравнительный анализ позволит выделить гены, которые находятся в неактивном состоянии, но могут компрометировать эффективность антибиотиков. Информа- ция о распространении генов антибиотикорезистентности позволит определить тенденцию изменения эпидемической ситуации в системе медицинской эвакуации и помощи раненым, разработать профилактические и противоэпидемические ме- роприятия. Целью исследования было определить фенотипические проявления и генетические детерминанты резистентности у грамотрицательных бактерий - воз- будителей инфекционных осложнений боевых ранений в современном военном конфликте в Украине. Методы. Определение фенотипа резистентности 18 штаммов грамотрицательных бактерий проводили автоматическим методом с использова- нием трех коммерческих тест-систем в соответствии с рекоммендациями Clinical and Laboratory Standards Institute. Определение первичной структуры нуклеотид- ных последовательностей штаммов проводили методом сиквенирования «нового поколения» (next generation sequencing) на платформе Applied biosystems/life technologies. Сравнение выделенных нуклеотидных последовательностей осуществля- ли по базе GenBank® с помощью технологии Basic Local Alignment Search Tool. Результаты. У исследованных микроорганизмов в целом определено 47 отдельных генов антибиотикорезистентности. Среди Acinetobacter baumannii установлены но- сители генов β-лактамаз классов blaTEM-1B и blaOXA-2, blaOXA-24, blaPER-1. Исследованные штаммы Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae и Pseudomonas aeruginosa содержали детерминанты β-лактамаз узкого спектра. Ген blaCTX-M-15, кодирующий β-лактамазу расширенного спектра, обнаружен у K. pneumoniaе и у всех изолятов E. cloacae. Продуцентами карбапенемаз оказались A. baumanii, E. cloacae и K. pneumoniae. У A. baumanii этот фенотип был ассоциирован с ге- нами blaOXA-23 и blaOXA-24, у энтеробактерий - с геном blaOXA-48. Выводы. Изученные микроорганизмы демонстрируют полирезистентные фенотипы. В гено- мах этих штаммов содержатся гены, обуславливающие устойчивость к карбапенемам, аминогликозидам, низкую эффективность фторхинолонов и незащищенных цефа- лоспоринов. Полученные данные целесообразно использовать в процессе разработки практичеких рекомендаций по рациональному использованию антибиотиков для ле- чения инфекционных осложнений боевых ранений. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Copyright of Microbiological Journal / Mikrobiolohichnyi Zhurnal is the property of D.K. Zabolotny Institute of Microbiology & Virology of the National Academy of Sciences of Ukraine and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)