Klinik klebsiella pneumoniae izolatlarında virülans genlerin belirlenmesi

Abstract

Klebsiella pneumoniae, memelilerin mukozal yüzeylerinde ve çevrede yaygın olarak (toprak, su vb.) bulunan Gram negatif kapsüllü bir bakteridir. İnsanlarda, bu bakteri gastrointestinal sistemde ve daha seyrek olarak nazofarenkste kolonize olur ve buradan dolaşıma girerek diğer dokuları enfekte edebilir. Patojenik K. pneumoniae suşları, idrar yolu, solunum yolu ve kan enfeksiyonları dahil olmak üzere çok çeşitli bulaşıcı hastalıklara neden olma potansiyeline sahiptir. Bu bakteri aynı zamanda patojenitesine katkıda bulunan farklı virülans faktörlerine sahiptir. Konakçı savunmalarının üstesinden gelmelerini sağlayan kapsüller, fimbrialar, lipopolisakkaritler (LPS) ve sideroforlar bu virülans faktörlerinden en önemlileridir. Çalışmamızda klinik örneklerden izole edilen ve Vitek-2 otomatize sistem ile K. pneumoniae olarak tanımlanan 24 adet izolat Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Tıbbi Mikrobiyoloji laboratuvarı stoklarından alınmıştır. İzolatların total DNA'ları kaynatma yöntemi ile izole edilmiştir. İzolatların kapsül oluşumu ile ilgili rmpA, magA ve wcaG genleri, LPS ile ilgili uge ve wabG genleri, tip-I ve Tip-II fimbria ile ilişkili fimH ve mrkD genleri, nitrojen mekanizması ile ilgili ureA ve allS genleri ve siderofor üretimi ile ilgili iutA, iroD, ybtA ve entB genlerinin varlığı ve kapsül serotipleri spesifik primerler kullanılarak PZR yardımı ile araştırılmıştır. Bunun yanı sıra izolatların hipermukoviskozite (hmv) özelliği string test ile fenotipik olarak belirlendi. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda sadece Kp12 izolatının hmv özelliğine sahip olduğu tespit edildi. Gerçekleştirilen PZR çalışmaları sonucunda izolatların tamamında wabG ve uge genlerini, % 96 (23/24)'sında entB geni, %87,5 (21/24)'inde mrkD ve ureA genleri, %62,5 (15/24)'inde ybtA geni, %8 (2/24)'inde allS geni ve %4 (1/24)'ünde rmpA geni tespit edilmiştir. Buna karşın hiçbir izolatta wcaG, magA, iutA, iroD ve fimH genleri ve kapsül tespit edilememiştir. Enfeksiyon etkeni K.pneumoniae izolatlarında kapsül, LPS yapı, adezinler, sideroforlar ve hispermuskovizkozite özelliği bu izolatların patojenitelerinin temelini oluşturmaktadır. K.pneumoniae'ya bağlı enfeksiyonların kontrolünde antibiyotik direncinin yanı sıra bu virülans faktörlerinin sürekli takibi bu bakteri tarafından neden olunan enfeksiyonların önlenmesi, teşhisi ve tedavisinde yeni stratejiler geliştirmeye yardımcı olabilir.

Klebsiella pneumoniae is a Gram-negative bacterium which has capsule and was found on the mucosal surfaces of mammals and commonly in the environment (soil, water, etc.). In humans, K. pneumoniae colonizes in the gastrointestinal tract and, less frequently, in the nasopharynx, and infects other tissues by entering circulation system. Pathogenic strains of K. pneumoniae have the potential to cause a wide range of infectious diseases, including urinary tract, respiratory tract, and blood infections. This bacterium has also different virulence factors that contribute to its pathogenicity. Capsules which allow them to overcome host defenses, fimbria, lipopolysaccharides (LPS) and siderophores are the most important of these virulence factors. In our study, 24 isolates isolated from clinical samples and identified as K. pneumoniae with Vitek-2 automated system were taken from Kırşehir Ahi Evran University Training and Research Hospital, Medical Microbiology laboratory stocks. The total DNA of the isolates was extracted by the boiling method. The presence of rmpA, magA and wcaG genes related to the capsule formation, uge and wabG genes related to LPS, type I and Type-II fimbria-related fimH and mrkD genes, ureA and allS genes related to nitrogen mechanism, iutA, iroD ybtA and entB genes related to siderophore production and capsule serotypes of the isolates were investigated by PCR using specific primers. In addition, the hypermucoviscosity (hmv) properties of the isolates were phenotypically determined by string test. As a result of the studies, only isolate Kp12 was found to show hmv feature. As a result of the PCRs, wabG and uge genes were detected in all isolates, entB gene in 96% (23/24), mrkD and ureA genes in 87.5% (21/24), ybtA gene in 62.5% (15/ 24), allS gene in 8% (2/24) and rmpA gene in 4% (1/24). However, wcaG, magA, iutA, iroD and fimH genes and capsules were not detected in any isolate. In the infectious agent K.pneumoniae isolates, capsule, LPS structure, adhesins, siderophores and hypermucoviscosity feature form the basis of the pathogenicity of these isolates. Continuous monitoring of antibiotic resistance as well as these virulence factors in the control of infections caused by K. pneumoniae, may help developing new strategies in the prevention, diagnosis, and treatment of infections caused by this bacterium.