Μεταλλοένζυμα τύπου VIM στα εντεροβακτήρια: μηχανισμοί μεταφοράς, γενετικό περιβάλλον και έκφραση bla_VIM γονιδίων

Abstract

Ενα από τα σύγχρονα προβλήματα στην αντιμικροβιακή χημεοθεραπεία είναι η εμφάνιση και διασπορά βακτηρίων που παράγουν μεταλλοένζυμα. Τα μεταλλοένζυμα εντοπίστηκαν αρχικά σε στελέχη Pseudomonas aeruginosa και μεταγενέστερα σε στελέχη εντεροβακτηριακών. Τα ένζυμα αυτά υδρολύουν σχεδόν όλα τα β-λακταμικά αντιβιοτικά πλην της αζτρεονάμης. Συνέπεια αυτού είναι η υψηλή εμφάνιση αντοχής στα νεώτερα β-λακταμικά συμπεριλαμβανομένων και των καρβαπενέμων. Στην Ελλάδα η διασπορά διαφόρων ειδών εντεροβακτηριακών που παράγουν μεταλλοένζυμα αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα μικροβιακής αντοχής. Στελέχη που παράγουν μεταλλοένζυμα, κυρίως Klebsiella pneumonia, αλλά και σποραδικά Escherichia coli, Serratia spp. και Enterobacter spp., έχουν γίνει πλέον ενδημικά στα ελληνικά νονοσοκομεία. Σκοπός αυτής της διατριβής είναι η διερεύνηση αυτής της επιδημίας. Διερευνήθηκε η διασπορά εντεροβακτηριακών στελέχων που παράγουν μεταλλοένζυμα σε ελληνικά νοσοκομεία, χαρακτηρίστηκαν οι γενετικές μονάδες που φέρουν τα blaVIM γονίδια και εντοπίστηκαν μεταθετά στοιχεία τα οποία είναι πιθανά υπεύθυνα για τη συνεχή διασπορά των υπεύθυνων γονιδίων για την παραγωγή της VIM-1 μεταλλο-β-λακταμάσης. Το blaVIM γονίδιο χαρτογραφήθηκε σε όλες τις περιπτώσεις ως μέρος της μεταβλητής περιοχής ενσωματονίων τάξης 1. Πιο συχνά ανευρισκόμενο είναι το ενσωματόνιο In-e541 που φέρει τέσσερεις γονιδιακές κασσέτες στη μεταβλητή του περιοχή. Το In-e541 βρέθηκε στα στελέχη Escherichia coli, Klebsiella pneumonia και Proteus mirabilis. Στα στελέχη του γένους Enterobacter χαρτογραφήθηκαν δύο άλλα ενσωματόνια τάξης 1, τα οποία έχουν βρεθεί σποραδικά στον ελληνικό χώρο. Η τυποποίηση έδειξε ότι ο πληθυσμός των εντεροβακτηρίων που παράγουν την VIM-1 β-λακταμάση είναι πολυκλωνικός αλλά παρόλα αυτά υπάρχουν τύποι στελεχών που μπορούν να χαρακτηριστούν ως ενδημικοί σε ορισμένα νοσοκομεία Αντίθετα, η τυποποίηση των πλασμιδίων έδειξε ότι στον ελληνικό χώρο έχει διασπαρεί και επικρατεί ένα VIM-1/IncN πλασμίδιο, το οποίο φαίνεται να είναι το πιο συχνά ανευρισκόμενο μεταξύ των πλασμιδίων που φέρουν το blaVIM γονίδιο. Η διερεύνηση των IncN πλασμιδίων έδειξε ότι δεν είναι πανομοιότυπα και παρουσιάζουν ποικιλλομορφία ως προς το μέγεθος και το γενετικό τους πρότυπο μετά από πέψη με περιοριστικές ενδονουκλεάσες (RFLP). Η ποικιλλομορφία, στην οικογένεια των VIM/IncN πλασμιδίων, είναι πιθανό να οφείλεται στην ύπαρξη πολλαπλών IS26 αλληλουχιών εισδοχής οι οποίες είναι υπεύθυνες για ανακατατάξεις, ελλείψεις ή εισδοχές τμημάτων σε ένα βασικό IncN σκελετό. Η μελέτη των βιολογικών μηχανισμών οι οποίοι διέπουν την μετακίνηση και διασπορά των blaVIM γονιδίων στον πληθυσμό των εντεροβακτηριακών έδειξε ότι η επιδημία που καταγράφεται τα τελευταία χρόνια στα ελληνικά νοσοκομεία από εντεροβακτηριακά που παράγουν μεταλλοένζυμα είναι εξελισσόμενη και υπάρχει δυνατότητα περαιτέρω διασποράς σε πολλά διαφορετικά είδη εντεροβακτηριακών. Τα υπεύθυνα πλασμίδια μπορούν να χαρακτηριστούν ως παραλλαγές μιας βασικής πλασμιδιακής μονάδας και μπορούν να χαρακτηριστούν πλέον ως ενδημικά στην Ελλάδα