Ocena występowania wielolekoopornych szczepów Escherichia coli w przetworzonym na cele energetycznie osadzie chmielowym z dodatkiem wypełniaczy

INNOWACJE

Charakterystyka

Oporność bakterii na antybiotyki jest narastającym i globalnym problemem, dlatego monitorowanie tego zjawiska i poznanie jego molekularnego podłoża jest niezwykle istotne. Jednym z najczęściej spotykanych mechanizmów oporności u bakterii Escherichia coli jest zdolność do produkcji beta-laktamaz o rozszerzonym spektrum substratowym (ESBL). Szczepy u których stwierdzono występowanie mechanizmu oporności typu ESBL, są niezwykle niebezpieczne z epidemiologicznego punktu widzenia, ponieważ zdolne są do hydrolizy wszystkich penicylin, cefalosporyn i monobaktamów. Ponadto, mogą wykazywać oporność krzyżową na trimetoprim/sulfametoksazol i chinolony. 

Bakterie E. coli zostały stwierdzone (wcześniejsze działanie opisane jako „Biologiczne suszenie osadów chmielowych w kierunku ich energetycznego wykorzystania”) w przetworzonym na cele energetyczne osadzie chmielowym z dodatkiem wypełniaczy: frakcji podsitowej (UFMSW) oraz paliwa alternatywnego (RDF). Stało się to punktem wyjścia do podjęcia badań oceny profilu lekooporności tych bakterii oraz określenia występowania genów warunkujących to zjawisko.

Cel pracy

Celem badań było określenie profilu lekooporności bakterii E. coli wyizolowanych z poddanych procesowi biosuszenia mieszanin osadu chmielowego (stanowiącego trudny do zagospodarowania odpad w produkcji piwa) i dodanych do niego wypełniaczy tj. RDF i UFMSW. Przeprowadzone analizy pozwoliły stwierdzić, czy w przetwarzanym na cele energetyczne materiale znajdują się wielolekooporne szczepy E. coli, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia publicznego.

Przebieg doświadczenia

1.

Materiałem do izolacji bakterii E. coli były substraty otrzymane w toku badań nad zagospodarowaniem osadu chmielowego na cele energetyczne.

2.

Izolację bakterii prowadzono metodą seryjnych rozcieńczeń wg Kocha. Wykorzystano podłoże wybiórcze, chromogenne TBX agar (Tryptone Bile X-glucuronide agar, BTL, Polska), inkubując hodowle w 44°C, przez 24 h, aby wyeliminować wzrost mikroflory towarzyszącej. Identyfikację gatunkową E. coli prowadzono w oparciu o metody mikroskopowe i technikę MALDI-TOF MS (Bruker Daltonik, Germany).

3.

W celu oznaczenia oporności zgromadzonych izolatów E. coli na antybiotyki (amikacyna, amoksycylina/kwas klawulanowy, ampicylina, aztreonam, cefamandol, cefepim, cefotaksym, cefoksytyna, ceftazydym, cefalotyna, cefazolina, ciprofloksacyna, gentamicyna, netilmicyna, piperacylina, piperacylina/tazobaktam, tetracyklina, tikarcylina, tobramycyna, trimetoprim/sulfametoksazol) wykorzystano metodę dyfuzyjno – krążkową zalecaną przez European Committee on Antimicrobial Susceptibility (EUCAST), ze szczególnym uwzględnieniem detekcji mechanizmu ESBL (zdolność do produkcji beta-laktamaz o rozszerzonym spektrum substratowym). Detekcję genów warunkujących powstawanie mechanizmu ESBL (blaCTXM-3, blaCTXM-9, blaOXA, blaSHV, blaTEM) przeprowadzono za pomocą techniki PCR z zastosowaniem specyficznych starterów.

Fotografia 1. Escherichia coli na agarze TBX.
Fotografia 2. Ocena lekooporności szczepów Escherichia coli przy pomocy metody dyfuzyjno-krążkowej na podłożu MHA.
Fotografia 3. Wirówka i blok grzejny – izolacja DNA u E. coli
Fotografia 4. Termocykler gradientowy PCR T100 Thermal Cycler BIO-RAD – oznaczanie genów lekooporności techniką PCR
Fotografia 5. Zestaw do elektroforezy – rozdział prążków
Fotografia 6. Zestaw do wizualizacji i archiwizacji żeli agarozowych

Literatura

  1. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters Version 11.0, valid from 2021-01-01. https://www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Breakpoint_tables/v_11.0_Breakpoint_Tables.pdf
  2. Ahmed, M.O., Clegg, P.D., Williams, N.J., Baptiste, K.E., Bennett M., 2010. Antimicrobial resistance in equine faecal Escherichia coli isolates from North West England. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 7(9), 12. doi: 10.1186/1476-0711-9-12.
  3. Picozzi, S.C.M., Casellato, S., Rossini, M., Paola, G., Tejada, M., Costa, E., Carmignani, L., 2014. Extended-spectrum beta-lactamasepositive Escherichia coli causing complicated upper urinary tract infection: urologist should act in time. Urol Ann. 6(2), 107–112. doi: 10.4103/0974-7796.130536.
  4. Wellington, E.M.H, Boxall, A.B.A., Cross, P., Feil, E.J., Gaze, W.H., 2013. The role of the natural environment in the emergence of antibiotic resistance in Gram-negative bacteria. Lancet Infect Dis. 13, 155–165. doi: 10.1016/S1473-3099(12)70317-1.
SHARE :