Suzan ÖKTEN, Alparslan Semih SALAN, Gülcan KUYUCUKLU, Fatma KAYNAK ONURDAĞ

EFFECT OF EFFLUX PUMP (DAP) INHIBITORS TO EFFICACY OF MEROPENEM ON ACINETOBACTER SPP. CLINICAL ISOLATES

Objective: In addition to the synthesis of new antimicrobial compounds for the treatment of resistant bacterial infections, there are also studies on the use of inhibitor molecules in combination with antibiotics. In our study, it was aimed to determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of phenylalanine-arginine- beta-naphthylamide (PAβN), carbonyl-cyanide m-chlorophenylhydrazone (CCCP) and 1- (1naphthylmethyl) - piperazine (NMP) on Acinetobacter baumannii clinical isolates (MIC). Material and Method: To be used in our study, 50 A. baumannii isolates from A. baumannii isolates obtained from Trakya University Health Research and Application Center, which were confirmed to be resistant to meropenem, were included in the study. Meropenem susceptibility was re-investigated in the presence of PAβN, CCCP and NMP. Antimicrobial susceptibility tests were performed by microdilution method. FIC indexes were calculated according to the checkerboard test results and the effect of the combination was defined as synergistic or additive. Result and Discussion: As a result, although ideal concentrations of meropenem that decrease MIC values were determined in isolates, it was determined that the increase in the amount of meropenem was accompanied by the decrease in the inhibitor concentration or the increase in the inhibitor concentration with the decrease in the meropenem concentration. Although the MIC values decrease dupto 8 times, the inhibitor concentration that lowered the MIC value of meropenem below the resistance limit was not detected.

ACINETOBACTER SPP. İZOLATLARINDA DIŞA ATIM POMPASI (DAP) İNHİBİTÖRLERİNİN MEROPENEMİN ETKİNLİĞİ ÜZERİNE ETKİSİ

Amaç: Dirençli bakteriyel enfeksiyonların tedavisi için yeni antimikrobiyal bileşiklerin sentezlenmesi çalışmalarının yanısıra, inhibitör moleküllerin antibiyotiklerle kombine kullanılmasına yönelik araştırmalar da yapılmaktadır. Çalışmamızda, fenilalanin-arjininbeta-naftilamid (PAβN), karbonil-siyanid m- klorofenilhidrazon (CCCP) ve 1-(1naphthylmethyl)-piperazine (NMP)’nin Acinetobacter baumannii klinik izolatlarında, meropenemin minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) üzerine etkisinin saptanması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda kullanılmak üzere Trakya Üniversitesi Sağlık Araştırma ve Uygulama Merkezi’nden temin edilen A. baumannii izolatlarından meropeneme dirençli olduğu doğrulanan 50 A. baumannii izolatı çalışmaya alınmıştır. Meropenem duyarlılığı PAβN, CCCP ve NMP varlığında yeniden araştırılmıştır. Antimikrobiyal duyarlılık testleri mikrodilüsyon yöntemi ile yapılmıştır. Dama tahtası testi sonuçlarına göre FİK indeksleri hesaplanmış ve kombinasyonun etkisi sinerjik ya da aditif olarak tanımlanmıştır. Sonuç ve Tartışma: Sonuç olarak, izolatlarda meropenemin MİK değerlerini düşüren ideal konsantrasyonlar belirlenmiş olmakla birlikte, meropenemin miktarındaki artışın inhibitör konsantrasyonundaki azalmayla ya da inhibitör konsantrasyonundaki artışın meropenem konsantrasyonundaki azalmayla birlikte seyrettiği tespit edilmiştir. MİK değerlerinde ise, 8 kata kadar azalma görülmekle birlikte, meropenemin MİK değerini direnç sınırının altına düşüren inhibitör konsantrasyonu saptanmamıştır.

PDF

___

1. Karagöl, Ç. (2008). Tıpta Uzmanlık Tezi. Hastane Kökenli Acinetobacter baumannii İzolatlarının Antibiyotik Duyarlılıkları ve İmipenem Dirençli İzolatların Genotiplemesi. Tıp Fakültesi, Trakya Üniversitesi, Edirne, Türkiye.
2. Erbay, A. (2009). Yüksek Lisans Tezi. Ankara Numune Eğitim ve Araşırma Hastanesi’nde Hastaneden Edinilmiş Acinetobacter baumannii Bakteriyemilerinde Fatalite Hızı ve İlgili Risk Etmenleri. Sağlık Bı̇lı̇mlerı̇ Enstı̇tüsü Halk Sağlığı Anabı̇lı̇m Dalı, Ankara Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
3. Zarrili, R., Giannouli, M., Tomasone, F., Triassi, M., Tsakris, A. (2009). Carbapenem resistance in Acinetobacter baumannii: the molecular epidemic features of an emerging problem in health care facilities. Journal of Infection in Developing Countries, 1;3(5), 335-341. [CrossRef]
4. Yıldırım, Mustafa İ. (2006). Tıpta Uzmanlık Tezi. Sefaperazon-Sulbaktam, İmipenem ve Sefepimin Antibiyoterapi Etkinliklerinin Çoğul Dirençli ve Duyarlı Acinetobacter baumannii ile Oluşturulan Deneysel İkili Apse Modelinde Karşılaştırılması. Tıp Fkültesi, Trakya Üniversitesi, Edirne, Türkiye.
5. Moubareck, A.C., Halat, H.D. (2020). In sights into Acinetobacter baumannii: A review of microbiological, virulence, and resistance traits in a threatening nosocomial pathogen. Antibiotics, 12;9(3), 119. [CrossRef]
6. Yücesoy, M., Yuluğ, N., Kocagöz, S., Ünal, S., Çetin, S., Çalungu, S. And Study Group. (2000). Antimicrobial resistance of Gram-negative isolates from intensive care units in Turkey. Comparison to previous three years. Journal of Chemotherapy, 12, 294-298. [CrossRef]
7. Azap, Ö. (2012). MDR Acinetobacter infeksiyonlarında epidemiyolojik anlamda güncel durum. ANKEM Dergisi, 26, 283-286.
8. Dede, B., Kadanalı, A., Karagöz, G., Çomoğlu, Ş., Bektaşoğlu, M.F., Yücel, F.M. (2013). Yoğun bakım ünitesinde izole edilen Acinetobacter baumannii suşlarının antibiyotik dirençlerinin araştırılması. Bakırköy Tıp Dergisi, 9(1), 20-23. [CrossRef]
9. Dal, T., Dal, M., Agır, İ. (2012). Acinetobacter baumannii’de antibiyotik direnci ve AdeABC aktif pompa sistemleri: Van Tıp Dergisi, 19(3), 137-148.
10. Keyik, Ş. (2013). Yüksek Lisans Tez. Acinetobacter baumannii Suşlarında OXA–23 ve OXA–58 Tipi Genişlemiş Spektrumlu Beta Laktamaz Varlığının Araştırılması ve PFGE Yöntemiyle Klonal Yakınlığının İncelenmesi. Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim dalı, Selçuk Üniversitesi, Konya, Türkiye.
11. Yolbaş, İ., Tekin, R., Güneş, A., Kelekçi, S., Şen, V., Tan, İ., Uluca, Ü. (2013). Bir üniversite hastanesindeki Acinetobacter baumannii suşlarının antibiyotik duyarlılıkları. Journal of Clinical and Experimental Investigations, 4(3), 318-321. [CrossRef]
12. Özseven, A.G., Çetin-Sesli E., Arıdoğan, Cicioğlu B. (2012). Çeşitli klinik örneklerden izole edilen Acinetobacter baumannii suşlarının antibiyotik direnç profilleri. Türk Mikrobiyoloji Cemiyeti Dergisi, 42(2), 55-60.
13. Saçar, S., Turgut, H., Cenger, H.D., Coşkun, E., Asan, A., Kaleli, İ. (2008). Post travmatik çoklu ilaç dirençli Acinetobacter baumannii menenjitli olguda yüksek doz meropenem ile başarılı tedavi. Pamukkale Tıp Dergisi, 1, 39-41.
14. Pérez-Varela, M., Corral, J., Aranda, J., Barbéa, J. (2019). Roles of efflux pumps from different superfamilies in the surface-associated motility and virulence of Acinetobacter baumannii ATCC 17978. Antimicrobial Agents Chemotheraphy, 63, e02190-18. [CrossRef]
15. Işık, Y. (2008). Yüksek Lisans Tez. Pseudomonas aeruginosa Kökenlerinde Kinolon Direncinin Moleküler Olarak Saptanması. Gazi Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
16. Pazarlı, O. (2010). Tıpta Uzmanlık Tezi. Kinolon Dirençli Escherıchıacoli ve Klebsiella spp. Suşlarında Direnç Genlerinin Araştırılması. Tıp Fakültesi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak, Türkiye.
17. Coyne, S., Courvalin, P., Pe ́richon, B. (2011). Efflux-mediated antibiotic resistance in Acinetobacter spp. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 55(3), 947–953. [CrossRef]
18. Abdi, N.S., Ghotaslou, R., Ganbarov, K., Mobed, A., Tanomand, A., Yousefi, M., Ashgarzadeh, M., Kafil, Samedi H. (2020). Acinetobacter baumannii efflux pumps and antibiotic resistance. Infectionand Drug Resistance, 13, 423–434. [CrossRef]
19. Kor, S.B., Tou, B.S.Y., Chieng, C.K.L., Hiew, M.S.Y., Chew, C.H. (2014). Distrubition of the multi drug efflux pump genes adeA, adeI, adeJ, adeY and integrons in clinical isolates of Acinetobacter baumannii from Malaysian Hospitals. Biomedical Research, 25(2), 143-148.
20. Xing, L., Barnie, P.A., Su, Z., Xu, H. (2014). Development of efflux pumps and inhibitors (EPIs) in A. baumanii. Clinical Microbiology, 3, 135.
21. Dal, T., Dal, M., Agır, İ. (2012). Acinetobacter baumannii’de antibiyotik Ddirenci ve AdeABC aktif pompa sistemleri, Van Tıp Dergisi, 19(3), 137-148.
22. Aygül, A. (2015). Antibiyotik direncinde dışa atım sistemlerinin ve dirençle mücadelede dışa atım pompa inhibitörlerinin önemi. Mikrobiyoloji Bülteni, 49(2), 278-291. [CrossRef]
23. Çoban, A.Y., Bayram, Z., Sezgin, F.M., Durupınar, B. (2009). Effect of efflux pump inhibitor 1- (1-naphthylmethyl)-piperazineto MIC values of ciprofloxacin in ciprofloxacin resistant Gram negative bacteria. Mikrobiyoloji Bülteni, 43(3), 457-461.
24. Özseven, G.A., Çetin-Sesli E., Özseven, L. (2012). Dama tahtası sinerji testi sonuçlarının farklı yöntemlerle yorumlanması sonuçlarımızı etkiliyor mu? Mikrobiyoloji Bulteni, 46(3), 410-420.
25. Döşler, S., Gürler, B. (2006). Antimikrobik etkili katyonik peptitlerin tek başına ve kombinasyon halindeki etkilerinin araştırılması. ANKEM Dergisi, 20(3), 173-179.
26. Clinical Laboratory Standards Institute. (2015). Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; twenty first informational supplement. M100-S25. Wayne, Philedelphia.
27. EUCAST guidelines for detection of resistance mechanisms and specific resistances of clinical and/or epidemiological importance, Version 2, July 2017.
28. Pendland, S.L., Messick, C.R., Jung, R. (2002). In vitro synergy testing of levofloxacin, ofloxacin, and ciprofloxacin in combination with aztreonam, ceftazidime, or piperacillin against Pseudomonas aeruginosa. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease, 42, 75-78. [CrossRef]
29. Giacometti, A., Cirioni, O., Kamysz, W., D’Amato, G., Silvestri, C., Licci, A., Nadolski, P., Riva, A., Lukasiak, J., Scalise, G. (2005). In vitro activity of MSI-78 alone and in combination with antibiotics against bacteria responsible for blood stream infections in neutropenic patients. International Journal of Antimicrobial Agents, 26, 235-240. [CrossRef]
30. Chan, B.C.L., Ip, M., Lau, C.B.S., lui S.L., Jolivalt, C., Ganem-Elbaz, C., Litaudon, M., Reiner, E N., Gong, H., See, H R., Fung, P K., Leung P C. (2011). Synergistic effects of baicale in with ciprofloxacin against NorAover-expressed methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and inhibition of MRSA pyruvatekinase. Journal of Ethnopharmacology, 137, 767 -73. [CrossRef]
31. Yılmaz, S., Altınkanat-Gelmez, G., Bolelli, K., Guneser-Merdan, G., Over-Hasdemir, M.U., Yıldız, İ., Yalçın, İ., Akı-Yalçın, E. (2014). Pharmacophore generation of 2-substituted benzothiazoles as AdeABC efflux pump inhibitors in A. baumannii. SAR and QSAR in Environmental Research, 25(7),551-63.25:7, 551-563. [CrossRef]
32. Turner, P.J., Greenhalgh, J.M. (2003). MYSTIC Study Group (Europe): The activity of meropenem and comparators against Acinetobacters trains isolated from European hospitals, 1997-2000. Clinical Microbiology and Infection, 9, 563-567. [CrossRef]
33. Sader, H.S., Castanheira, M., Mendes, R.E., Toleman, M., Walsh, T.R., Jones, R.N. (2005). Dissemination and diversity of metallo-beta-lactamases in Latin America: report from the SENTRY Antimicrobial Surveillance Programme. International Journal Antimicrobial Agents, 25(1), 57-61. [CrossRef]
34. Güriz, H., Aysev, D., Yavuzdemir, Ş. (1999). Hastane enfeksiyonlarından etken olarak izole edilen Acinetobacter suşlarının antimikrobiyallere duyarlılıkları. Mikrobiyoloji Bülteni, 33(4), 289-296.
35. Çevik, F.Ç., Naz, H., Aykın, N., Korkmaz, P. (2010). Yunus Emre Devlet Hastanesi yoğun bakım ünitelerindeki Acinetobacter baumannii enfeksiyonları. 3.Türkiye EKMUD Kongresi, 12-16 Mayıs 2010, Ankara, p.120.
36. Kurtoğlu, M.G., Opuş, A., Kaya, M., Keşli, R., Güzelant, A., Yüksekkaya, Ş. (2011). Bir eğitim ve araştırma hastanesinde klinik örneklerden izole edilen Acinetobacter baumanii suşlarında antibakteriyel direnç (2008-2010). ANKEM Dergisi, 25(1), 35-39. [CrossRef]
37. Ruiz, J., Núñez, M.L., Pérez, J., Simarro, E., Martínez-Campos, L., Gómez, J. (1999). Evolution of resistance among clinical isolates of Acinetobacter over a 6-year period. European Journal of Clinical Microbioogyl Infectious Disease, 18, 292-5. [CrossRef]
38. Van, Bambeke F., Balzi, E., Tulkens, M.P. (2000). Antibiotic efflux pumps. Biochemical Pharmacology, 60(4), 457-70. [CrossRef]
39. Hasdemir, U. (2007). Çoklu İlaç Direncinde Bakteri Hücre Duvarı Organizasyonu ve Aktif Pompa Sistemlerinin Rolü. Mikrobiyoloji Bülteni, 41, 309-327.
40. Marshall, R.L., Lloyd, G.S., Lawler, A.J. Element, J S., Kaur, J., Ciusa, Laura M., Ricci, V., Tschumi, A., Kühne, H., Alderwick, J L., Piddock, V J L. (2020). New Multi drug Efflux Inhibitors for Gram-Negative Bacteria. ASM Journals/ mBio, 11, e0134020. [CrossRef]
41. Çetinkaya, E., Çoban, A.Y., Durupınar, B. (2008). Investigation of the effect of efflux pump inhibitors to MIC values of ciprofloxacin in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Acinetobacter baumannii and Staphylococcus aureus. Mikrobiyoloji Bülteni, 42(4), 553-561.
42. Coban, A.Y., Guney, K.A., Cayci, T.Y., Durupinar, B. (2011). Effect of 1-(1- Naphtylmethyl)piperazine, an Efflux Pump Inhibitor, on Antimicrobial Drug Susceptibilities of Clinical Acinetobacter baumannii Isolates. Current Microbiology, 62, 508-511. [CrossRef]
43. Pannek, S., Higgins, G.P., Steinke, P., Jonas, D., Akova, M., Bohnert, A, J., Seifert, H., Kern, V W. (2006). Multi drug efflux inhibition in Acinetobacter baumannii: comparison between 1(1- naphthylmethyl)-piperazine and phenyl-arginine-b-naphthylamide. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 57, 970–974. [CrossRef]
44. Cortez-Cordova, J., Kumar, A. (2011). Activity of the efflux pump inhibitör phenylalanine - arginine β-naphthylamide against the AdeFGH pump of Acinetobacter baumannii. International Journal of Antimicrobial Agents, 37, 420–424. [CrossRef]
45. Vera-Leiva, A., Carrasco-Anabalon, S., Lima, C.A., Villagra, N., Dominguez, M., Bella-Toledo, H., Gonzalez-Rocha, G. (2018). The efflux pump inhibitör phenylalanine-arginine β- naphthylamide (PAβN) increases resistance to carbapenems in Chilean clinical isolates of KPC- producing Klebsiella pneumoniae. Journal of Global Antimicrobial Resistance, 12, 73-76. [CrossRef]
46. Xu, C., Bilya, R.S., Xu, W. (2019). adeABC efflux gene in Acinetobacter baumannii. Elsevier Ltd, New Microbes and New Infections, 30, 100549. [CrossRef]