Dokument: Molekularbiologische Analysen der Resistenzmechanismen Makrolid-resistenter Staphylococcus aureus Isolate

Titel:	Molekularbiologische Analysen der Resistenzmechanismen Makrolid-resistenter Staphylococcus aureus Isolate
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2463
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20021220-000463-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Petridu, Jasmina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,28 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragender:	Prof. Dr. Schmitz, Franz-Josef [Gutachter]
Stichwörter:	Makroliden, Resistenz, erm A, erm B, ermC, ere A, ere B, msr A/B Macrolide, Resistence, erm A, erm B, erm C, ereA, ere B, msr A/B
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die vorliegende Arbeit zur molekularbiologischen Analyse der Resistenzmechanismen Makrolidresistenter Staphylococcus aureus Isolaten gliedert sich in 5 Teile: Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die Epidemiologie der Resistenzmechanismen untersucht, d.h. die Verbreitung und Häufigkeit der einzelnen Makrolidresistenzgene von S. aureus. Das am häufigsten nachzuweisende Resistenzgen war erm(C) mit 50,7%, gefolgt von erm(A) mit 38,8% und ere(B) mit 7,5%. Mit 40,3% war das erm(A)-Gen häufiger bei Methicillin-resistenten S. aureus (MRSA) als bei Methicillin-sensibelen S. aureus MSSA)-Isolaten (20,9%) vertreten. Genau umgekehert hierzu verteilt es sich beim erm(C) Gen mit 46,5% bei MSSA und 35,8% bei MRSA. Im zweiten Teil wurde der Frage nachgegangen werden, welche strukturellen Veränderungen in der regulatorischen Region des erm(A) Gens für eine konstitutive Genexpression verantwortlich sind. Mit Hilfe der PCR wurde die gesamte Regulatorregion amplifiziert und sequenziert. Bei 64 S. aureus Isolaten wurden 5 strukturelle Veränderungen nachgewiesen : zwei verschiedene 25bp Duplikationen, und drei Deletionen von 83bp, 121bp und 123bp. Diese strukturellen Veränderungen innerhalb der regulatorischen Region führten zu einer Konfirmationsänderung der sekundären mRNA-Struktur, wodurch eine Ablesung des erm(A)-Gens möglich wird. Aus der Beantwortung des obengenannten Fragenkomplexes stellt sich im dritten Teil der Arbeit die Frage, ob bestimmte Antibiotika, insbesondere die neuen Ketolide Telithromycin und ABT-773, in der Lage sind, Mutanten mit konstitutiver erm(A)und erm(C)-Genexpression zu selektionieren und welche strukturellen Veränderungen bei solchen Mutanten auftreten. Stämme, die ein erm(A)-Gen mit einer induzierbaren Expression besitzen, wurden hierzu mit suprainhibitorischen Konzentrationen von Clindamycin, Quinupristin, Telithromycin und ABT-773 kultiviert. Bei isolierten Mutanten wurden folgende Mutationen gefunden: Deletionen (14bp-157bp), Duplikationen (23-26bp), eine Plasmidinsertion (IS256) und Punktmutationen. Bei den erm(C)-haltigen Stämmen sind nach Kultivierung unter suprainhibitorischen Konzentrationen von Quinupristin, Telithromycin, und ABT-773 Deletionen (5bp-121bp) und Duplikationen (17-100bp) gefunden worden. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen also, daß verschiedene nichtiduzierende Substanzen, wie unter anderen auch die neuen Ketolide, sehr wohl in der Lage sind, Mutanten zu selektionieren, die eine konstitutive erm(A) und erm(C) Genexpression aufweisen. In vierten Teil der vorliegenden Arbeit wurde analysiert, welche strukturelle Veränderungen im erm(A) und erm(C) Translationsattenuator bei S. aureus-Stämmen, die eine Oxacillin und gleichzeitig eine Quinupristin/Dalfopristin Resistenz und überdies noch eine herabgesetzte Empfindlichkeit gegenüber Glykopeptiden (GISA-Stämme) besitzen, auftreten. Alle erm(A) Isolaten besitzen eine Tandemduplikation von 25bp und bei allem erm(C) S. aureus- -Isolaten ist eine Deletion von 107bp nachzuweisen. Diese Studie ist die erste Analyse in der die Veränderungen in Translationsattenuator bei MRSA-Stämmen mit einer konstitutiven erm(A)/erm(C) Genexpression und gleichzeitiger Resistenz gegenüber Quinupristin/Dalfopristin und zusätzlich noch herabgesetzter Emfindlichkeit gegenüber Glykopeptiden beschrieben wurden. Abschließend wurde die in-vitro Aktivität der neuen Ketolide, Telithromycin und ABT-773 gegenüber Makrolid-sensibelen und -resistenten Staphylococcus aureus Isolaten mit definiertem Genstatus untersucht werden. Bei den charakterisierten S. aureus Stämmen wurde eine MHK-Bestimmung für Erythromycin, Clindamycin, Telithromycin und ABT-773 durchgeführt worden. Beide Ketolide zeigten eine gute Aktivität gegenüber S. aureus-Isolaten, die sensibel gegenüber Erythromycin und Clindamycin oder aber resistent gegenüber Erythromycin und sensibel gegen Clindamycin sind. Die Stämme mit einer Konstitutiv exprimierten Genexpression waren gegenüber beiden Ketolid-Antibiotika resistent. Aufgrund der Selektion von Mutanten mit konstitutiver Genexpression sollten die neuen Ketolide bei Staphylokokken-Infektionen aber auch bei allen anderen Staphylokokken-Isolaten nur sehr zurückhaltend eingesetzt werden. The purpose of the first part of study was to analyze the distribution of the macrolide-resistance genes in 134 erythromycin-resistant Staphylococcus aureus blood-culture isolates collected at 15 German university hospitals. The most prevalent resistance gene was ermC (68/134; 50.7%), followed by ermA (52/134; 38.8%), ereB (10/134; 7.5%), and mrsA/msrB (4/134; 6%). The least common genes were ermB (3/134; 2.2%) and ereA (1/134; 0.7%). Overall, resistance to erythromycin was predominantly due to the presence of two erm genes, although with different distributions, depending on the methicillin-resistance pattern. The data in second part of study show that tandem duplications and deletions of different sizes account for constitutive erm(A) gene expression in naturally occurring S. aureus isolates. So far, deletions of 26 to 141 bp, a tandem duplicalion of 12bp, and a point mutation. all of which cause constitutive erm(A) gene expression, have been derived under in vitro selection in the presence of non-inducers. Thus, these data on in vivo-occurring mutations in the erm(A) translational atenuator in human isolates com-plement both the in vitro-derived mutations and the mutation seen in a naturally occurring S. intermedius isolate origin, thus confirming that similar mutations can arise in vivo and in vitro. The development of conslitutive erm(C) and erm(A) mutants is a fast and irreversible process. Under in vitro conditions constitutive mutants can be obtained after over night cultivation in the presence of noninducers, and reversion to the inducible type has not been observed in any such mutants. Thus, noninducers, such as lincosamides or streptogramins, should not be recommended for the control of staphylococci which exhibit an inducible macrolide-lincosamide- -streptograramin B resistance phenotype. The aim of third part of study was to investigate whether a Staphylococcus aureus strain that carried an inducibly expressed erm(A) gene might! exhibit resistance to the noninducers telithromycin, ABT-773, clindamycin, quinupristin, dalfopristin or the combination quinupristin-dalfopristin after incubation in the presence of inhibitory concentrations of any of these compounds. Whenever resistant mutants were obtained, these were investigated for the molecular basis of the altered resistance phenotype. Resistant mutants were not selected with dalfopristin or quinupristin-dalfopristin, but were obtained with the other four agents. Irrespective of which drug was used for selection, all mutants were cross-resistant to clindamycin, quinupristin, telithromycin and ABT-773, and exhibited structural alterations in the erm(A} translational attenuator. The structural alterations observed included deletions of 14, 83, 121, 131, 147 or 157 bp, three different tandem duplications of 23, 25 or 26 bp, two different types of point mutation, as well as the insertion of IS256, All these alterations either completely prevented the formation of mRNA secondary structures in the erm(A) regulatory region or favoured the formation of those mRNA secondary structures that allowed translation of the erm(A) transcripts. Deletions, which were observed in almost two-thirds of the mutants, might be explained by illegitimate recombination between different parts of the erm(A) regulatory region. In last part of study is schowed that the new ketolides proved to be active against erythromycin-susceptible S. aureus isolates as well as against erythromycin-resistant isolates that could export or enzymically degrade macrolides. In general, ABT-773 displayed a two- to four-fold higher in vitro activity as compared with telithromycin. However, both ketolides were inactive against M]4_16LSB-resistant S. aureus that carried constitutively expressed erm(A) and/or erm(C) genes. The observation that cultivation in the presence of ketolides converted the type of erm gene expression from inducible to constitutive expression strongly indicated not to recommend the use of ketolides for the control of staphylococci that display inducible resistance to M14-16LSB antibiotics.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	20.12.2002
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	20.12.2002
Datum der Promotion:	20.12.2002