Формирование персистеров у клинических изолятов K.pneumoniae, индуцированных меропенемом, амикацином и их комбинацией
https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-1-2-27-32
Аннотация
Исследование индуцированной антибиотиколерантности чувствительных к меропенему и амикацину клинических изолятов Klebsiella pneumoniae выявило формирование у них фенотипически гетерогенных персистеров, представленных SCV (small colony variant) и NCV (normal colony variant) формами. Корреляции образования персистеров между данными антимикробными препаратами не обнаружено (R=-0,37), что указывает на различные механизмы толерантности к антибиотикам. Способность амикацина индуцировать образование SCV-персистеров была выше, чем у меропенема (p<0,05), и снижению их количества способствовал синергетический эффект обоих препаратов, максимально - до 80,0%. При этом SCV-персистеры K.pneumoniae характеризовались кратковременным повышением адаптивной устойчивости к антибиотикам, которые были использованы в качестве индукторов образования персистирующих фракций бактериий (p<0,05), что может способствовать их более эффективному выживанию в средах с антибиотиками.
Об авторах
Н. Н. Маркелова
ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» МЗ РФ
Россия
Россия
Москва
А. В. Тутельян
ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова МЗ РФ
Россия
Россия
Москва
Н. Г. Седых
ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия
Россия
Москва
Список литературы
1. Fisher R.A., Gollan B., Helaine S. Persistent bacterial infections and per-sister cells. Nature Reviews Microbiology 2017; 15: 453–464.
2. Shan Y., Lazinski D., Rowe S., Camilli A., Lewis K. Genetic basis of per-sister tolerance to aminoglycosides in Escherichia coli. mBio 2015; 6 Is 2: e00078-15.
3. Chua S. L., Yam J. K., Hao P., Adav S. S., Salido M. M., Liu Y. et al. Selective labelling and eradication of antibiotic-tolerant bacterial populations in Pseudomonas aeruginosa biofilms. Nature communications 2016; 7: 10750.
4. Torrey H. L., Keren I., Via L. E., Lee J. S., Lewis K. High persister mutants in Mycobacterium tuberculosis. PLoSOne 2016; 11 (5): e0155127.
5. Haaber J., Friberg C., McCreary M., Lin R., Cohen S. N., Ingmer H. Reversible antibiotic tolerance induced in Staphylococcus aureus by concurrent drug exposure. MBio 2015; 6 Is 1: e02268-14.
6. Keren I., Kaldalu N., Spoering A., Wang Y., Lewis K. Persister cells and tolerance to antimicrobials. FEMS Microbiology Letters 2004; 230 Is 1: 13–21.
7. Wiuff C., Zappala R. M., Regoes R. R., Garner K. N., Baquero F., Levin B. R. Phenotypic tolerance: Antibiotic enrichment of non-inherited resistance in bacterial populations. Antimicrob Agents Chemother 2005; 49: 1483–1494.
8. Fleur D. L., Kumamoto C. A., Lewis K. Candida albicans biofilms produce antifungal-tolerant persister cells. Antimicrob Agents Chemother 2006; 50 (Pt11): 3839–3846.
9. Roberts M. E., Stewart P. S. Modelling protection from antimicrobial agents in biofilms through the formation of persister cells. Microbiology 2005; 151: 75–80.
10. Johns B. E., Purdy K. J., Tucker N. P., Maddocks S. E. Phenotypic and genotypic characteristics of small colony variants and their role in chronic infection. Microbiol Insights 2015; 8: 15–23.
11. Leimer N. Rachmühl C., Marques M., Bahlmann A. S. et al. Nonstable Staphylococcus aureus small-colony variants are induced by low pH and sensitized to antimicrobial therapy by phagolysosomal alkalinization. J Infect Dis 2015; 213 (2): 305-308.
12. Proctor R. A., Eiff C., Kahl B. C., Becker K., McNamara P., Herrmann M. at al. Small colony variants: a pathogenic form of bacteria that facilitates persistent and recurrent infections. Nat Rev Microbiol 2006; 4 (Pt4): 295–305.
13. Tuchscherr L., Medina E., Hussain M., Völker W., Heitmann V., Niemann ót al. Staphylococcus aureus phenotype switching: an effective bacterial strategy to escape host immune response and establish a chronic infection. EMBO Mol Med 2011; 3 (3): 129–141.
14. Kahl B. C, Becker K., Löffler B. Clinical significance and pathogenesis of staphylococcal small colony variants in persistent infections. Clin Microbiol Rev 2016; 29 (2): 401–427.
15. Zhang P., Wright J. A., Osman A. A., Nair S. P. An aroD ochre mutation results in a Staphylococcus aureus small colony variant that can undergo phenotypic switching via two alternative mechanisms. Frontiers in Microbiology 2017; 8: 1001.
16. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twenty First Informational Supplement, CLSI document M100-S24. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute: 2014.
17. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters: Version 8.1. valid from 2018-05-15. (http://www.eucast.org).
18. Скала Л. 3., Лукин И.Н. Автоматизированное рабочее место микробиолога и химиотерапевта «Микроб-Автомат». Программное обеспечение. Версия 1.13, 2002-2009. Руководство пользователя. М.: Мед Проект-3, 2012. - 55 с.
19. Trukhacheva N.V. Matematicheskaya statistika v mediko-biologicheskikh issledovaniyakh s primeneniem paketa Statistica: M.: Geotar-Media; 2012. [in Russian]
20. Pu Y., Zhao Z., Li Y., Zou J., Ma Q., Zhao Y. et al. Enhanced efflux activity facilitates drug tolerance in dormant bacterial cells. Molecular cell 2016; 62 (2): 284–294.
21. Helaine S., Kugelberg E. Bacterial persisters: formation, eradication, and experimental systems. Trends in microbiology 2014; 22 (7): 417–424.
22. Hofsteenge N., Van Nimwegen E., Silander O. K. Quantitative analysis of persister fractions suggests different mechanisms of formation among environmental isolates of E.coli. BMC microbiology 2013; 13 (1): 25.
23. Goneau L.W, Yeoh N. S, MacDonald K. W., Cadieux P. A., Burton J. P., Razvi H. et al. Selective target inactivation rather than global metabolic dormancy causes antibiotic tolerance in uropathogens. Antimicrob Agents Chemother 2014; AAC-02552.
24. Vulin C., Leimer N., Huemer M., Ackermann M., Zinkernagel A. S. Prolonged bacterial lag time results in small colony variants that represent a sub-population of persisters. Nature Comm 2018; 9 (1): 4074.
25. Neou E., Michail G., Tsakris A., Pournaras S. Virulence of Acinetobacter baumannii Exhibiting Phenotypic Heterogeneous Growth against Meropenem in a Murine Thigh Infection Model. Antibiotics 2013; 2 (1): 73–82.
Рецензия
Для цитирования:
Маркелова Н.Н., Тутельян А.В., Седых Н.Г. Формирование персистеров у клинических изолятов K.pneumoniae, индуцированных меропенемом, амикацином и их комбинацией. Антибиотики и Химиотерапия. 2020;65(1-2):27-32. https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-1-2-27-32
For citation:
Markelova N.N., Tutelyan A.V., Sedykh N.G. Formation of Persisters in Clinical Isolates of K.pneumoniae Induced with Meropenem, Amikacin, and Their Combination. Antibiotics and Chemotherapy. 2020;65(1-2):27-32. (In Russ.) https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-1-2-27-32
Просмотров: 628
Послать статью по эл. почте 