Μελέτη στελεχών χρυσίζοντα σταφυλόκοκκου που απομονώνονται από λοιμώξεις ανθρώπων και από ζώα στην Ελλάδα: ανίχνευση, ταυτοποίηση και γενετικός χαρακτηρισμός υπευθύνων γονιδίων αντοχής

Abstract

Staphylococcus aureus belongs to Gram positive cocci, catalase and coagulase positive. Αmong staphylococci, ιt is the main human pathogen. It can be situated in the environment, colonize humans and under suitable conditions can cause a variety of infections. The treatment of staphylococcal infections is a challenge for the physician after the emergence of strains resistant to various antimicrobial agents. Recently, S. aureus strains isolated from livestock, raising questions about their characteristics, pathogenicity, origin and the relationship with human population. S. aureus isolates of animal origin may be classified into the clonal complex CC398, which includes strains isolated from animal and human samples.The present study aims to investigate S. aureus strains associated with livestock and isolated from humans and animals. The study group consisted by S. aureus strains isolated from the region of Thessaly during 2012-2014. Strains derived from samples of patients, healthy individuals and animals. First stage of the research was to determine the percentages of resistance in different antimicrobial drugs of the strains isolated from human and animal samples. Beta-lactam, MLSB group of antibiotics and tetracycline were among the factors that were tested. Subsequently, resistance genes for all the strains which exhibited phenotypic resistance in the aforementioned antimicrobial agents were investigated. The second part of the study included the identification of ST398 among staphylococci associated with farming. The characteristics of these strains were investigated by molecular methods and grouped according to their origin in the human or animal clades. Last part of the study was to describe the genetic environment of lnu(B) resistance gene. This gene confers resistance to lincosamides in one S. aureus strain isolated from human infection, but according to its characteristics is related to the livestock (ST398).From the 1247 strains of the study the proportion of methicillin-resistant S. aureus was 38.5%. Susceptibility testing of the remaining antimicrobial resistance revealed resistance rates for macrolides, lincosamides and the tetracycline 37.5%, 32% and 26%, respectively. Of all the samples of the study CC398 stains associated with farming were 21, percentage 1.7%. These strains were tested by molecular techniques and through specific indicators were classified into the human clade (eleven strains) and the animal clade (ten strains). Finally, the experiments conducted for the characterization of the genetic environment of lnu(B) gene led to the conclusion that this is a new genetic structure which was transported by insertion sequences in the chromosome of the strain. This structure appears to be created after homologous recombination of genes between strains of E. faecium and S. suis.S. aureus is a microorganism which exhibits excellent adaptability as part of its ability for survival and dissemination, which explains the need for continuous epidemiological surveillance.

Ο Staphylococcus aureus είναι Gram θετικός κόκκος, καταλάση και πηκτάση θετικός. Αποτελεί το κύριο, μεταξύ των σταφυλοκόκκων, παθογόνο για τον άνθρωπο. Βρίσκεται στο περιβάλλον, δύναται να αποικίζει τον άνθρωπο και υπό τις κατάλληλες συνθήκες μπορεί να προκαλέσει πληθώρα λοιμώξεων. Η θεραπεία των λοιμώξεων αυτών αποτελεί πρόκληση για τον θεράποντα ιατρό, ιδιαίτερα μετά την ανάδυση στελεχών S. aureus με αντοχή σε ποικίλους αντιμικροβιακούς παράγοντες, με κυρίαρχο το μεθικιλλίνη ανθεκτικό S. aureus (MRSA). Πρόσφατα, στελέχη S. aureus απομονώθηκαν σε κτηνοτροφικό πληθυσμό, θέτοντας ερωτήματα σχετικά τα χαρακτηριστικά τους, την παθογονικότητά τους, την προέλευσή τους και την σχέση τους με τον άνθρωπο. Η αναγνώριση αυτών τα κατέταξε σε ένα συγκεκριμένο κλωνικό σύμπλεγμα, CC398, το οποίο μελετάται καθώς στελέχη του απομονώνονται από ζωικά αλλά και ανθρώπινα δείγματα.Στην παρούσα μελέτη εξετάσθηκαν στελέχη S. aureus που απομονώθηκαν στην περιοχή της Θεσσαλίας την τριετία 2012-2014, και τα οποία προήλθαν από δείγματα ασθενών και υγιών ατόμων και από φορεία ζώων της περιοχής. Πρώτο στάδιο της έρευνας αποτέλεσε η μελέτη των ποσοστών αντοχής των στελεχών που απομονώθηκαν από ανθρώπινα και ζωικά δείγματα στα διάφορα αντιμικροβιακά φάρμακα. Τα β-λακταμικά, η MLSB ομάδα αντιβιοτικών και η τετρακυκλίνη ήταν μεταξύ των αντιμικροβιακών παραγόντων που ελέγχθηκαν. Ακολούθησε η ανίχνευση των γονιδίων αντοχής για όλα τα στελέχη τα οποία φαινοτυπικά εμφάνισαν αντοχή στα ανάλογα αντιβιοτικά. Δεύτερο αντικείμενο της μελέτης ήταν η ανίχνευση, μεταξύ των στελεχών, του κλώνου CC398 ο οποίος έχει συσχετιστεί με την κτηνοτροφία. Τα χαρακτηριστικά των στελεχών αυτών διερευνήθηκαν με μοριακές μεθόδους και ομαδοποιήθηκαν βάσει γενετικών δεικτών στον ανθρώπινο ή ζωικό κλάδο. Τελευταίο κομμάτι της μελέτης αποτέλεσε ο χαρακτηρισμός του γενετικού περιβάλλοντος του γονιδίου αντοχής lnu(B) που προσδίδει αντοχή στις λινκοσαμίδες σε στέλεχος S. aureus ST398 που απομονώθηκε από λοίμωξη ανθρώπου και ανήκε στο ζωικό κλάδο.Το ποσοστό των μεθικιλλίνη ανθεκτικών S. aureus της μελέτης ανήλθε στο 38,5% και αφορούσε ανθρώπινα δείγματα. Επιπλέον, ο έλεγχος ευαισθησίας στους υπόλοιπους αντιμικροβιακούς παράγοντες έδωσε ποσοστό αντοχής για τις μακρολίδες, τις λινκοσαμίδες και την τετρακυκλίνη 37,5%, 32% και 26%, αντίστοιχα. Ο κλώνος CC398 ανιχνεύθηκε σε ποσοστό 1,7% στα στελέχη της μελέτης μας. Τα στελέχη αυτά ελέγχθηκαν με μοριακές τεχνικές και μέσω συγκεκριμένων δεικτών ταξινομήθηκαν και στον ανθρώπινο και στο ζωικό κλάδο. Τέλος, η μελέτη για το χαρακτηρισμό του γενετικού περιβάλλοντος του γονιδίου lnu(B) οδήγησε στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για μία νέα γενετική δομή η οποία είχε μεταφερθεί με αλληλουχίες εισδοχής στο χρωμόσωμα του στελέχους μετά από ομόλογο ανασυνδυασμό των γονιδίων σε στελέχη E. faecium και S. suis.Ο S. aureus είναι ένας μικροοργανισμός ο οποίος παρουσιάζει εξαιρετική προσαρμοστική ικανότητα στα πλαίσια της επιβίωσης του και της διασποράς του, γεγονός που εξηγεί την αναγκαιότητα συνεχούς επιδημιολογικής επιτήρησης.