Role of Acinetobacter baumannii AdeB, AdeJ, QacE efflux genes in mediating decreased susceptibility to biocides by peyrosequencing method

Biyosit ve dezenfektanlar genellikle hastane ve laboratuvar ortamlarında yaygın olarak kullanılmakta olduğu için dirençli patojenlerin seçilerek ortaya çıkmasına neden olabilirler. Nitekim laboratuvar koşullarında, antibiyotiklere direnci artmış Acinetobacter baumanii gibi bakterilerin çoğalmasına neden olan dezenfektanlar gösterilmiştir. 29 Son yıllarda yapılan çalışmalar bu mikroorganizmanın direncinde, aktif ilaç pompa sistemlerinin etkin rol oynadığına dikkat ekmektedir. Bu çalışmada 2009-2011 yılları arasında hastanemizde izole edilen 50 A. baumanii izolatının AdeB, AdeJ ve QacE efluks gen bölgelerinin varlığını ve dezenfektan direncinde bu pompa sisteminin etkinliğini araştırmayı hedefledik. Bu amaçla, izolatlarda 2 dezenfektan maddenin (Klorhekzidin ve Benzalkonyum klorid) minimum inhibitör konsantrasyonları (MĠK), pompa inhibitörleri ‗phenylalanyl-arginyl-β-naphtylamide‟ (PAβN) ve 1-(1-naphythylmethyl)-piperazine‟ (NMP) varlığında ve yokluğunda sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle araştırılmış ve pompa inhibitörleri varlığında antibiyotik MĠK lerindeki değişimler kaydedilmiştir. Öte yandan, AdeABC, AdeIJK çoklu ilaç direnç pompasının esas transport proteini olan AdeB ve AdeJ yi kodlayan adeB ve adej geni ve dezenfektan direncinde etkisi olan qacE geni pyrosekans yöntemi ile araştırılmıştır. Ġzolatların PAβN ve NMP varlığında, klorhekzidin MĠK lerinde sırayla yaklaşık %40 (4-8 kat) ve %78 (4-16 kat) düşüş gözlenmiştir. Ġzolatların PAβN ve NMP varlığında, Benzalkonium klorid MĠK lerinde ise sırayla yaklaşık %43 (4-8 kat ) ve %68 (4-8 kat) düşüş gözlenmiştir. Bu bulgular izolatlarımızın önemli bir bölümünün dezenfektan direncinde, RND tipi bir aktif ilaç pompasının etkin rol oynadığını göstermektedir. Ġzolatlarımızın adeB, adeJ ve QacE varlığının saptandığı pyrosekans çalışma sonuçlarında, bu genlerin her 3 üde tüm izolatlarda bulundu ve bu genlerde herhangi bir mutasiyon saptanmadı. Bu sonuçlara bağlı olarak, A.baumannii izolatlarımızın dezenfektan direncinde, RND tipi bir aktif pompanın önemli katkısı olduğuna ve pompa inhibitorlerinin varlığında dezenfektan etkinliğinin artacağı ve bunun da ek tedavi seçeneklerine olanak sağlayacağı düşünülmektedir.Biocides and disinfectants are commonly used in hospital and laboratory settings. The frequent use of disinfectants may contribute to the emergence of disinfectant-resistant microorganisms. In the laboratorial conditions various disinfectants and biocides have been shown to result in overgrowth bacteria having increased antibiotic resistance, including Acinetobacter baumanii or that of already-resistant to antibiotics.29 Recent studies have shown that active drug efflux pumps are important mechanisms of resistance in this microorganism. In this study we aimed to investigate the AdeB, AdeJ ve QacE efflux genes regions and impact of this efflux mediated resistance in the disinfectants resistance of 50 A. baumanii strains isolated in our hospital during 2009-2011. For this purpose minimum inhibitory concentrations (MICs) of 2 disinfectants (chlorhexzidin ve Benzalkonium chlorid) were investigated by broth microdilution test in the presence and absence of two efflux pump inhibitors, phenylalanyl-arginyl-β-naphtylamide (PAβN) and 1-(1-naphythylmethyl)-piperazine (NMP) and changes in the disinfectants MICs in the presence of pump inhibitors were recorded. Additionally, adeB and adeJ genes which encode the main transporter proteins of AdeABC and AdeIJK pumps system and qacE resistance gene were investigated in the isolates by pyrosequencing method. In %40 and %78 of the isolates, MICs of Chlorhexidin decreased by in order 4-8 folds and 4-16 folds in the presence of PAβN and NMP pump inhibitors. In %43 and %68 of the isolates, MICs of Benzalkonium chloride decreased by 4-8 folds in the presence of PAβN and NMP pump inhibitors. These results showed that an RND type drug efflux pump seems very likely to contribute the disinfectants resistance in majority of the isolates. In the second part of our study, we investigated adeB, adeJ and qacE efflux genes in the isolates by Pyrosequencing method. Results obtained from studies have shown that these genes found in all isolates. There was no mutation in these genes. As a result, we conclude that there is a significant contribution of an RND type efflux pumps in our A. baumanii isolates and effluks inhibitors increase the effectiveness of the disinfectant. So additional treatment options that will make possible

Detection of efflux pump gene cepA in Klebsiella pneumonia and its effect on resistance to biocides

Background & Aims: Klebsiella pneumonia (K.pneumonia) is one of the causative agents of lung infections, wound infections, urinary tract, and bloody diarrhea. One of the most common ways of transmission in neonatal and surgical wards is through hospital staff, nurses, and physicians. It could be transmitted to hospitalized patients and personnel through feces, respiratory secretions, contaminated equipment, and hands. To prevent the transmission of nosocomial infections, hand washing of employees with biocides can be effective. Materials & Methods: The minimum inhibitory concentration of 65 K.pneumonia isolates was determined according to CLSI guidelines compared to common biocides used in educational hospitals in Urmia, Iran, such as benzalkonium chloride and chlorhexidine. PCR was performed to evaluate the presence of cepA genes. Results: The results showed a significant relationship between the presence of cepA gene and high MIC compared to chlorhexidine bioside in K. pneumoniae. But there was no significant relationship between the presence of cepA gene and multidrug-resistant (MDR) isolates. Conclusion: It is concluded that, detection of cepA gene or other genes involving drug resistance should be extended by using another tests with more reliability and reproducibility like gene expressions and gene cloning methods