Submitted by Natalia Vieira (natalia.vieira@famerp.br) on 2016-05-30T18:51:03Z No. of bitstreams: 1 julianatiemitakahashi_dissert.pdf: 1874616 bytes, checksum: 4b57c05bf0ee3402a9384302e26ebd23 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-30T18:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 julianatiemitakahashi_dissert.pdf: 1874616 bytes, checksum: 4b57c05bf0ee3402a9384302e26ebd23 (MD5) Previous issue date: 2015-11-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Introduction: Bacterial resistance to antimicrobials is an important public health problem, which results in increased treatment period, increase in mortality and in health care costs. This phenomenon is considered a result of the indiscriminate use of antimicrobials in human and veterinary medicine, and along the food chain. In recent years, it has been observed the frequent isolation of resistant bacteria from animal production and food of animal origin. In this context, have been highlighted the resistance to beta-lactâmicos and to quinolones, the first, due to extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) production and the second, resultant from the acquisition of qnr genes encoding proteins that interfere in quinolone action on DNA gyrase and topoisomerase IV. Several bacterial species with antimicrobial resistance have been isolated from farm animals. Objective: This study evaluated the antimicrobial susceptibility profile and the presence of resistance genes blaCTX-M, blaSHV, blaTEM, qnrA, qnrB, qnrS and oqxAB in Enterobacteriaceae isolated from meat market in the municipality of São José do Rio Preto- SP, acquired between November 2010 and August 2012. Material and Methods: The antimicrobial susceptibility was determined by disk diffusion according to CLSI. Strains resistant to beta-lactams and quinolones were submitted to PCR using specific primers for detection and sequencing of these genes for identification. Results: A total of 75 isolates were resistant to beta-lactam and 125 to quinolones. Among these, 6.6% blaCTX-M, 6.6% blaTEM, 16% blaSHV, 21.6% had qnr variants and 13.6% oqxAB. In a strain of Aeromonas sobria was detected the coexistence of qnrA and qnrS genes; the qnrB gene was detected in five strains of E. coli, five K.pneumoniae, two Salmonella spp. and 12 Citrobacter spp. The qnrB19 gene was detected in two K. pneumoniae, duas E. coli and one Citrobacter braakii. qnrB2 was detected in three K. pneumoniae. The qnrS1 gene was detected in a strain of K. pneumoniae. The sequencing blaCTX-M revealed blaCTX-M-2, all of which were derived from chicken meat samples. Conclusion: These data demonstrate there nay be association between excessive use of antimicrobials in animal production and isolation of bacteria resistant to these antimicrobials. The presence of bacteria resistant to antimicrobials in meat intended for human consumption consists in a public health problem and can affect commercials relationships of the country, since it the Brazil is one of the world's largest meat exporters. / Introdução: A resistência bacteriana aos antimicrobianos é um importante problema de saúde pública, que prolonga o período de tratamento, aumenta as taxas de mortalidade e custos da assistência à saúde. Este fenômeno pode ter considerado consequência do uso indiscriminado de antimicrobianos na medicina humana e veterinária, e ao longo da cadeia produtiva de alimentos. Nos últimos anos tem sido observado o frequente isolamento de bactérias resistentes a partir de animais de produção e alimentos de origem animal. Neste contexto, têm-se destacado a resistência aos beta-lactâmicos, devido à produção de beta-lactamase de espectro estendido (ESBL) e às quinolonas pela aquisição de genes qnr que codificam proteínas que interferem na ação das quinolonas sobre a DNA-girase e a topoisomerase IV. Diversas espécies bacterianas apresentando resistência aos antimicrobianos têm sido isoladas a partir de animais de produção. Objetivo: Este estudo teve como objetivo isolar enterobactérias resistentes aos beta-lactâmicos e quinolonas e detectar os genes blaCTX-M, blaSHV, blaTEM, qnrA, qnrB, qnrS e oqxAB em Enterobacteriaceae resistentes isoladas de carnes resfriadas de frango, suína e bovina comercializadas no município de São José do Rio Preto-SP, adquiridas entre novembro de 2010 e agosto de 2012. Material e Métodos: A suscetibilidade aos antimicrobianos foi determinada por disco-difusão de acordo com as normas do CLSI. As cepas resistentes aos beta-lactâmicos e às quinolonas foram submetidas à PCR com primers específicos para a detecção destes genes e ao sequenciamento para a identificação dos mesmos. Resultados: Um total de 75 isolados apresentou resistência aos beta-lactâmicos e 125 às quinolonas. Entre estes, 6,6% blaCTX-M, 6,6% blaTEM, 16% blaSHV, 21,6% apresentaram variantes de qnr e 13,6% oqxAB. Em uma cepa de Aeromonas sobria foi detectada a coexistência dos genes qnrA e qnrS; o gene qnrB foi detectado em cinco cepas de E. coli, cinco K.pneumoniae, duas Salmonella spp. e 12 Citrobacter spp. O gene qnrB19 foi detectado em duas K. pneumoniae, duas E. coli e uma Citrobacter braakii. qnrB2 foi detectado em três K. pneumoniae. O gene qnrS1 foi detectado em uma cepa de K. pneumoniae. O sequenciamento de blaCTX-M revelou blaCTX-M-2, sendo que todas foram provenientes de amostras de carne de frango. Conclusão: Esses dados revelam que pode haver associação entre o excessivo uso de antimicrobianos em animais de produção e o isolamento de bactérias resistentes aos mesmos. A presença de bactérias resistentes aos antimicrobianos em carnes destinadas ao consumo humano consiste em um problema de saúde pública e pode afetar as relações comerciais do país, já que o Brasil é um dos maiores exportadores de carne do mundo.

Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 1996. / Cover title. Photocopy of original typescript. Includes bibliographical references (leaf 292-320).

As enterobactérias constituem importantes agentes causadores de infecções nosocomiais e possuem alta capacidade em adquirir mecanismos de resistência, inclusive aos carbapenêmicos, que são os principais fármacos utilizados para o tratamento das infecções causadas por esses microrganismos. Assim, as opções terapêuticas tornaram-se restritas e as polimixinas (polimixina B e colistina) voltaram a ser utilizadas na prática clínica. Estudos descrevem a ocorrência de heterorresistência à colistina em enterobactérias. Para a resistência adaptativa, não há relatos atuais para enterobactérias frente à polimixina B. O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença destes dois fenômenos de resistência à polimixina B, e sua estabilidade, em isolados de Enterobacteriaceae produtores de Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC), provenientes de pacientes hospitalizados. A avaliação da heterorresistência foi feita através da análise do perfil populacional (PAP) em 8 isolados de enterobactérias, inoculando-se diluições seriadas dos mesmos em Agar Mueller Hinton contendo diferentes concentrações de polimixina B. Os ensaios de resistência adaptativa foram realizados para os mesmos isolados, submetendo-os ao cultivo em concentrações crescentes de polimixina B. A determinação da estabilidade das subpopulações resistentes foi feita através de passagens dos isolados, por 4 dias consecutivos, em meio livre de antibiótico, e posterior determinação da CIM. A CIM foi reavaliada após 2 e 6 meses de estocagem a -80ºC para os isolados com subpopulações heterorresistentes ou com resistência induzida. Realizou-se técnica de tipagem molecular (PFGE), entre as populações originais e respectivas subpopulações resistentes. Foram avaliados 4 isolados de Klebsiella pneumoniae caracterizadas como 4 clones distintos (K1, K2, K3 e K4), assim como os 3 isolados de Enterobacter cloacae - 2 de clone idêntico (Ec1a e Ec1b), mas com perfis fenotípicos distintos e um clonalmente distinto (Ec2), e uma cepa de Escherichia coli (E1). As CIM iniciais para polimixina B, realizadas por microdiluição em caldo, foram entre 0,0625 e 0,25 μg/mL. Quatro amostras demonstraram heterorresistência (K1, K2, K3 e K4), as quais cresceram nas concentrações 2 (K2), 3 (K1, K4) e 6 μg/mL (K3), e suas CIM após 4 dias de passagem em meio livre de antibiótico se mantiveram altas (K1 4 μg/mL, K2 e K3 16 μg/mL e K4 2 μg/mL). As subpopulações heterorresistentes representaram 0,000087% a 0,00036% de suas populações originais. Três amostras demonstraram resistência adaptativa (K1, K3 e K4), as quais cresceram até concentração 64 μg/mL de polimixina B, e a CIM após 4 dias de passagem em meio livre de antibiótico foi de 32 μg/mL para os três isolados. As CIM mantiveram-se elevadas após 2 e 6 meses de estocagem, tanto para os isolados heterorresistentes como para aqueles da indução da resistência. Por PFGE, verificou-se a relação clonal entre os isolados clínicos iniciais e as subpopulações resistentes. Dos 8 isolados estudados, 4 apresentaram heterorresistência e 3 apresentaram resistência adaptativa. A avaliação da CIM após 2 e 6 meses demonstrou estabilidade das subpopulações, sugerindo o envolvimento de mecanismos moleculares para ambos os fenômenos. Estudos moleculares devem ser realizados para melhor avaliação da heterorresistência e da resistência adaptativa, e melhor compreensão do significado clínico e implicações terapêuticas destes dois fenômenos. / Enterobacteriaceae representants are important agents of nosocomial infections and have high capacity to acquire mechanisms of resistance, including carbapenems, which are the major drugs used for the treatment of infections caused by these microorganisms. Thus, treatment options become limited and polymyxins (polymyxin B and colistin) were again used in clinical practice. Studies describe the occurrence of heteroresistance to colistin in Enterobacteriaceae For adaptive resistance, there are no current reports for those microorganisms front of polymyxin B. The purpose of this study was to evaluate the presence of these two phenomena of resistance to polymyxin B, and its stability in isolates of Enterobacteriaceae Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) producing, from hospitalized patients. The evaluation of heteroresistant was made by examining the population profile (PAP) of 8 isolates of enterobacteria inoculating serial dilutions thereof in Mueller Hinton agar containing different concentrations of polymyxin B. The adaptive resistance tests were performed for the same isolates by subjecting them to growing in increasing concentrations of polymyxin B. The determination of the stability of resistant subpopulations was performed after daily sub-cultured in antibiotic-free medium for 4 consecutive days, and subsequent determination of MIC. MICs were reevaluated after 2 and 6 months of storage at -80 ° C for the isolated subpopulations with heteroresistant or induced resistance. We conducted molecular typing technique (PFGE), between the original and resistant subpopulations respective populations. Were evaluated four isolates of Klebsiella pneumoniae characterized as 4 different clones (K1, K2, K3 and K4), as well as the three isolates of Enterobacter cloacae - 2 identical clone (EC1A and Ec1b), but with different and distinct phenotypic profiles (Ec2) and a strain of Escherichia coli (E1). The initial MICs for polymyxin B, performed by broth microdilution, were between 0.0625 and 0.25 μg/mL. Four samples showed heteroresistance (K1, K2, K3 and K4), which grew at concentrations 2 (K2), 3 (K1, K4) and 6 μg/ml (K3), and their MIC after 4 days passage in antibiotic-free medium remained high (K1 4 μg/mL, K2 and K3 16 μg/mL and K4 2μg/mL). The heteroresistant subpopulations represent 0.000087% to 0.00036% of their original populations. Three samples showed adaptive resistance (K1, K3 and K4), which growth in polymyxin B concentration of 64 μg/mL and MIC after 4 days passage in antibiotic-free medium was 32 μg/ml for all three isolates. MICs remained elevated after 2 and 6 months storage, both isolates heteroresistant as those inducing resistance. By PFGE, we evaluated the clonal relationship between the initial clinical isolates and resistant subpopulations. From the 8 isolates studied, 4 isolates demonstrated heteroresistance and 3 showed adaptive resistance. The evaluation of the MIC after 2 and 6 months showed stability of subpopulations, suggesting the involvement of molecular mechanisms for both phenomena. Molecular studies should be conducted to better evaluation of heteroresistance and adaptive resistance, and understanding of clinical significance and therapeutic implications of these phenomena.

As enterobactérias constituem importantes agentes causadores de infecções nosocomiais e possuem alta capacidade em adquirir mecanismos de resistência, inclusive aos carbapenêmicos, que são os principais fármacos utilizados para o tratamento das infecções causadas por esses microrganismos. Assim, as opções terapêuticas tornaram-se restritas e as polimixinas (polimixina B e colistina) voltaram a ser utilizadas na prática clínica. Estudos descrevem a ocorrência de heterorresistência à colistina em enterobactérias. Para a resistência adaptativa, não há relatos atuais para enterobactérias frente à polimixina B. O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença destes dois fenômenos de resistência à polimixina B, e sua estabilidade, em isolados de Enterobacteriaceae produtores de Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC), provenientes de pacientes hospitalizados. A avaliação da heterorresistência foi feita através da análise do perfil populacional (PAP) em 8 isolados de enterobactérias, inoculando-se diluições seriadas dos mesmos em Agar Mueller Hinton contendo diferentes concentrações de polimixina B. Os ensaios de resistência adaptativa foram realizados para os mesmos isolados, submetendo-os ao cultivo em concentrações crescentes de polimixina B. A determinação da estabilidade das subpopulações resistentes foi feita através de passagens dos isolados, por 4 dias consecutivos, em meio livre de antibiótico, e posterior determinação da CIM. A CIM foi reavaliada após 2 e 6 meses de estocagem a -80ºC para os isolados com subpopulações heterorresistentes ou com resistência induzida. Realizou-se técnica de tipagem molecular (PFGE), entre as populações originais e respectivas subpopulações resistentes. Foram avaliados 4 isolados de Klebsiella pneumoniae caracterizadas como 4 clones distintos (K1, K2, K3 e K4), assim como os 3 isolados de Enterobacter cloacae - 2 de clone idêntico (Ec1a e Ec1b), mas com perfis fenotípicos distintos e um clonalmente distinto (Ec2), e uma cepa de Escherichia coli (E1). As CIM iniciais para polimixina B, realizadas por microdiluição em caldo, foram entre 0,0625 e 0,25 μg/mL. Quatro amostras demonstraram heterorresistência (K1, K2, K3 e K4), as quais cresceram nas concentrações 2 (K2), 3 (K1, K4) e 6 μg/mL (K3), e suas CIM após 4 dias de passagem em meio livre de antibiótico se mantiveram altas (K1 4 μg/mL, K2 e K3 16 μg/mL e K4 2 μg/mL). As subpopulações heterorresistentes representaram 0,000087% a 0,00036% de suas populações originais. Três amostras demonstraram resistência adaptativa (K1, K3 e K4), as quais cresceram até concentração 64 μg/mL de polimixina B, e a CIM após 4 dias de passagem em meio livre de antibiótico foi de 32 μg/mL para os três isolados. As CIM mantiveram-se elevadas após 2 e 6 meses de estocagem, tanto para os isolados heterorresistentes como para aqueles da indução da resistência. Por PFGE, verificou-se a relação clonal entre os isolados clínicos iniciais e as subpopulações resistentes. Dos 8 isolados estudados, 4 apresentaram heterorresistência e 3 apresentaram resistência adaptativa. A avaliação da CIM após 2 e 6 meses demonstrou estabilidade das subpopulações, sugerindo o envolvimento de mecanismos moleculares para ambos os fenômenos. Estudos moleculares devem ser realizados para melhor avaliação da heterorresistência e da resistência adaptativa, e melhor compreensão do significado clínico e implicações terapêuticas destes dois fenômenos. / Enterobacteriaceae representants are important agents of nosocomial infections and have high capacity to acquire mechanisms of resistance, including carbapenems, which are the major drugs used for the treatment of infections caused by these microorganisms. Thus, treatment options become limited and polymyxins (polymyxin B and colistin) were again used in clinical practice. Studies describe the occurrence of heteroresistance to colistin in Enterobacteriaceae For adaptive resistance, there are no current reports for those microorganisms front of polymyxin B. The purpose of this study was to evaluate the presence of these two phenomena of resistance to polymyxin B, and its stability in isolates of Enterobacteriaceae Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) producing, from hospitalized patients. The evaluation of heteroresistant was made by examining the population profile (PAP) of 8 isolates of enterobacteria inoculating serial dilutions thereof in Mueller Hinton agar containing different concentrations of polymyxin B. The adaptive resistance tests were performed for the same isolates by subjecting them to growing in increasing concentrations of polymyxin B. The determination of the stability of resistant subpopulations was performed after daily sub-cultured in antibiotic-free medium for 4 consecutive days, and subsequent determination of MIC. MICs were reevaluated after 2 and 6 months of storage at -80 ° C for the isolated subpopulations with heteroresistant or induced resistance. We conducted molecular typing technique (PFGE), between the original and resistant subpopulations respective populations. Were evaluated four isolates of Klebsiella pneumoniae characterized as 4 different clones (K1, K2, K3 and K4), as well as the three isolates of Enterobacter cloacae - 2 identical clone (EC1A and Ec1b), but with different and distinct phenotypic profiles (Ec2) and a strain of Escherichia coli (E1). The initial MICs for polymyxin B, performed by broth microdilution, were between 0.0625 and 0.25 μg/mL. Four samples showed heteroresistance (K1, K2, K3 and K4), which grew at concentrations 2 (K2), 3 (K1, K4) and 6 μg/ml (K3), and their MIC after 4 days passage in antibiotic-free medium remained high (K1 4 μg/mL, K2 and K3 16 μg/mL and K4 2μg/mL). The heteroresistant subpopulations represent 0.000087% to 0.00036% of their original populations. Three samples showed adaptive resistance (K1, K3 and K4), which growth in polymyxin B concentration of 64 μg/mL and MIC after 4 days passage in antibiotic-free medium was 32 μg/ml for all three isolates. MICs remained elevated after 2 and 6 months storage, both isolates heteroresistant as those inducing resistance. By PFGE, we evaluated the clonal relationship between the initial clinical isolates and resistant subpopulations. From the 8 isolates studied, 4 isolates demonstrated heteroresistance and 3 showed adaptive resistance. The evaluation of the MIC after 2 and 6 months showed stability of subpopulations, suggesting the involvement of molecular mechanisms for both phenomena. Molecular studies should be conducted to better evaluation of heteroresistance and adaptive resistance, and understanding of clinical significance and therapeutic implications of these phenomena.

As enterobactérias constituem importantes agentes causadores de infecções nosocomiais e possuem alta capacidade em adquirir mecanismos de resistência, inclusive aos carbapenêmicos, que são os principais fármacos utilizados para o tratamento das infecções causadas por esses microrganismos. Assim, as opções terapêuticas tornaram-se restritas e as polimixinas (polimixina B e colistina) voltaram a ser utilizadas na prática clínica. Estudos descrevem a ocorrência de heterorresistência à colistina em enterobactérias. Para a resistência adaptativa, não há relatos atuais para enterobactérias frente à polimixina B. O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença destes dois fenômenos de resistência à polimixina B, e sua estabilidade, em isolados de Enterobacteriaceae produtores de Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC), provenientes de pacientes hospitalizados. A avaliação da heterorresistência foi feita através da análise do perfil populacional (PAP) em 8 isolados de enterobactérias, inoculando-se diluições seriadas dos mesmos em Agar Mueller Hinton contendo diferentes concentrações de polimixina B. Os ensaios de resistência adaptativa foram realizados para os mesmos isolados, submetendo-os ao cultivo em concentrações crescentes de polimixina B. A determinação da estabilidade das subpopulações resistentes foi feita através de passagens dos isolados, por 4 dias consecutivos, em meio livre de antibiótico, e posterior determinação da CIM. A CIM foi reavaliada após 2 e 6 meses de estocagem a -80ºC para os isolados com subpopulações heterorresistentes ou com resistência induzida. Realizou-se técnica de tipagem molecular (PFGE), entre as populações originais e respectivas subpopulações resistentes. Foram avaliados 4 isolados de Klebsiella pneumoniae caracterizadas como 4 clones distintos (K1, K2, K3 e K4), assim como os 3 isolados de Enterobacter cloacae - 2 de clone idêntico (Ec1a e Ec1b), mas com perfis fenotípicos distintos e um clonalmente distinto (Ec2), e uma cepa de Escherichia coli (E1). As CIM iniciais para polimixina B, realizadas por microdiluição em caldo, foram entre 0,0625 e 0,25 μg/mL. Quatro amostras demonstraram heterorresistência (K1, K2, K3 e K4), as quais cresceram nas concentrações 2 (K2), 3 (K1, K4) e 6 μg/mL (K3), e suas CIM após 4 dias de passagem em meio livre de antibiótico se mantiveram altas (K1 4 μg/mL, K2 e K3 16 μg/mL e K4 2 μg/mL). As subpopulações heterorresistentes representaram 0,000087% a 0,00036% de suas populações originais. Três amostras demonstraram resistência adaptativa (K1, K3 e K4), as quais cresceram até concentração 64 μg/mL de polimixina B, e a CIM após 4 dias de passagem em meio livre de antibiótico foi de 32 μg/mL para os três isolados. As CIM mantiveram-se elevadas após 2 e 6 meses de estocagem, tanto para os isolados heterorresistentes como para aqueles da indução da resistência. Por PFGE, verificou-se a relação clonal entre os isolados clínicos iniciais e as subpopulações resistentes. Dos 8 isolados estudados, 4 apresentaram heterorresistência e 3 apresentaram resistência adaptativa. A avaliação da CIM após 2 e 6 meses demonstrou estabilidade das subpopulações, sugerindo o envolvimento de mecanismos moleculares para ambos os fenômenos. Estudos moleculares devem ser realizados para melhor avaliação da heterorresistência e da resistência adaptativa, e melhor compreensão do significado clínico e implicações terapêuticas destes dois fenômenos. / Enterobacteriaceae representants are important agents of nosocomial infections and have high capacity to acquire mechanisms of resistance, including carbapenems, which are the major drugs used for the treatment of infections caused by these microorganisms. Thus, treatment options become limited and polymyxins (polymyxin B and colistin) were again used in clinical practice. Studies describe the occurrence of heteroresistance to colistin in Enterobacteriaceae For adaptive resistance, there are no current reports for those microorganisms front of polymyxin B. The purpose of this study was to evaluate the presence of these two phenomena of resistance to polymyxin B, and its stability in isolates of Enterobacteriaceae Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) producing, from hospitalized patients. The evaluation of heteroresistant was made by examining the population profile (PAP) of 8 isolates of enterobacteria inoculating serial dilutions thereof in Mueller Hinton agar containing different concentrations of polymyxin B. The adaptive resistance tests were performed for the same isolates by subjecting them to growing in increasing concentrations of polymyxin B. The determination of the stability of resistant subpopulations was performed after daily sub-cultured in antibiotic-free medium for 4 consecutive days, and subsequent determination of MIC. MICs were reevaluated after 2 and 6 months of storage at -80 ° C for the isolated subpopulations with heteroresistant or induced resistance. We conducted molecular typing technique (PFGE), between the original and resistant subpopulations respective populations. Were evaluated four isolates of Klebsiella pneumoniae characterized as 4 different clones (K1, K2, K3 and K4), as well as the three isolates of Enterobacter cloacae - 2 identical clone (EC1A and Ec1b), but with different and distinct phenotypic profiles (Ec2) and a strain of Escherichia coli (E1). The initial MICs for polymyxin B, performed by broth microdilution, were between 0.0625 and 0.25 μg/mL. Four samples showed heteroresistance (K1, K2, K3 and K4), which grew at concentrations 2 (K2), 3 (K1, K4) and 6 μg/ml (K3), and their MIC after 4 days passage in antibiotic-free medium remained high (K1 4 μg/mL, K2 and K3 16 μg/mL and K4 2μg/mL). The heteroresistant subpopulations represent 0.000087% to 0.00036% of their original populations. Three samples showed adaptive resistance (K1, K3 and K4), which growth in polymyxin B concentration of 64 μg/mL and MIC after 4 days passage in antibiotic-free medium was 32 μg/ml for all three isolates. MICs remained elevated after 2 and 6 months storage, both isolates heteroresistant as those inducing resistance. By PFGE, we evaluated the clonal relationship between the initial clinical isolates and resistant subpopulations. From the 8 isolates studied, 4 isolates demonstrated heteroresistance and 3 showed adaptive resistance. The evaluation of the MIC after 2 and 6 months showed stability of subpopulations, suggesting the involvement of molecular mechanisms for both phenomena. Molecular studies should be conducted to better evaluation of heteroresistance and adaptive resistance, and understanding of clinical significance and therapeutic implications of these phenomena.

Horizontaler Gentransfer zwischen Bakterien – sogar zwischen verschiedenen Spezies – ist ein wichtiger Mechanismus für den Austausch genetischer Information. Dies kann dem Rezipienten einen selektiven Vorteil verleihen, z. B. durch die schnelle Aneignung von Genclustern, die für Pathogenitäts- oder Fitnessfaktoren kodieren. Die Variabilität bakterieller Genome durch Aneignung und Inkorporation genetischen Materials in das Genom trägt somit erheblich zur Evolution von Bakterien bei. Bakterielle Genome neigen allerdings dazu, nutzlose genetische Information zu verlieren und daher kann horizontal erworbener DNA häufig eine distinkte biologische Funktion zugeordnet werden. Das Colibactin-Gencluster, welches zuerst in Escherichia coli gefunden wurde, weist mehrere Charakteristika einer horizontal erworbenen genomischen Insel auf. Die Größe dieser genomischen Insel beträgt 54 kb und sie umfasst 20 offene Leseraster (ORFs), von denen acht für putative Polyketidsynthasen (PKS), nichtribosomale Peptidsynthasen (NRPS) und Hybride dieser kodieren. Colibactin übt einen zytopathischen Effekt (CPE) auf eukaryotische Zellen in vitro aus. Nach Kokultivierung Colibactin-Gencluster-positiven Bakterien mit eukaryotischen Zellen kommt es zu DNA Doppelstrang Brüchen, Zellzyklus-Arrest in der G2-Phase, Megalozytose und schließlich zum Zelltod. Diese Effekte sind mit denen des Zyklomodulins „Cytolethal Distending Toxin“ (CDT) vergleichbar, allerdings konnte die biologische Funktion des Colibactins in vivo bisher nicht aufgeklärt werden. Das Colibactin-Gencluster wurde bisher nur in Escherichia coli Stämmen der phylogenetischen Gruppe B2 als individuelle genomische Insel, integriert im tRNA-asnW-Gen, vorgefunden. Im Rahmen dieser Arbeit konnte das Colibactin-Gencluster auch in E. coli der phylogenetischen Gruppe B1 und in Citrobacter koseri, Enterobacter aerogenes und Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae nachgewiesen werden. In diesen Bakterienstämmen ist das Colibactin-Gencluster Teil eines genetischen Elements, das Ähnlichkeit zu integrativen und konjugativen Elementen (ICE) aus E. coli und K. pneumoniae aufweist. Im Gegensatz zur hochkonservierten Integrationsstelle des Colibactin-Genclusters in tRNA-asnW in E. coli der phylogenetischen Gruppe B2 konnte die Integrationsstelle dieses ICE in E. coli der Gruppe B1 in tRNA-asnU bestimmt werden. In Bakterienstämmen der Spezies K. pneumoniae subsp. pneumoniae wurden vier verschiedene Integrationsstellen in fünf analysierten Stämmen identifiziert. Neben der Studien zur Verbreitung und chromosomalen Integration des Colibactin-Genclusters wurden Kolonisierungsstudien im murinen streptomycinbehandelten Intestinaltrakt mit E. coli Stamm Nissle 1917 durchgeführt, um eine mögliche Funktion des Colibactins im Darmtrakt näher zu untersuchen. Weder in nicht-kompetitiven noch in kompetitiven Versuchsdurchführungen konnte dabei ein Kolonisierungsvorteil durch Colibactin nachgewiesen werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit haben gezeigt, dass das Colibactin-Gencluster in verschiedenen Spezies der Enterobacteriaceae vorhanden und funktional ist. Das Auftreten dieses sowohl als individuelle genomische Insel als auch als Teil eines ICE veranschaulicht die genetische Plastizität dieses Elements und die Bedeutung des horizontalen Transfers genetischen Materials. Die biologische Funktion des Colibactins in vivo bleibt weiterhin unklar und könnte sowohl die bakterielle Fitness als auch die Virulenz beeinflussen. / Horizontal gene transfer between bacteria – even between different species – has been shown to be an important mechanism for exchange of genetic material. This may confer a selective advantage to the recipient, e. g. the rapid acquisition of gene clusters coding for pathogenicity or fitness factors. The variability of bacterial genomes enabled by acquisition and incorporation of genetic material into their genome contributes considerably to bacterial evolution. Bacterial genomes tend to lose useless genetic information and therefore horizontally acquired DNA can most frequently be connected to a distinct biological function. The colibactin gene cluster initially discovered in Escherichia coli displays several features of a horizontally acquired genomic island. This genomic island is approximately 54 kb in size and consists of 20 open reading frames (ORFs), of which eight code for putative polyketide synthases (PKS), non-ribosomal peptide synthases (NRPS) and hybrids thereof. The synthesized hybrid non-ribosomal peptide-polyketide colibactin exerts a cytopathic effect (CPE) on eukaryotic cells, DNA double strand breaks are induced, the cells are arrested in the G2-phase of the cell cycle and exhibit megalocytosis and cell death. These effects are comparable to the effects of the cyclomodulin cytolethal distending toxin (CDT), but the biological function of colibactin in vivo is still unknown. So far the colibactin gene cluster has only been found in Escherichia coli strains of the phylogenetic lineage B2 as an individual genomic island integrated at the tRNA-asnW gene. In context of this thesis the colibactin gene cluster could be identified in E. coli strains of the phylogenetic group B1 as well as in Citrobacter koseri, Enterobacter aerogenes and Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae. In those bacterial strains the colibactin gene cluster is part of a genetic element, which exhibits similarities to integrative and conjugative elements (ICE) previously described in E. coli and K. pneumoniae. In contrast to the highly conserved integration site of the colibactin gene cluster at tRNA-asnW in E. coli of the phylogenetic lineage B2, integration at tRNA-asnU was determined in E. coli of group B1. In bacterial strains of the species K. pneumoniae subsp. pneumoniae four different integration sites in a total of five strains were identified. Besides the surveys concerning the distribution and chromosomal integration of the colibactin gene cluster colonization studies of the murine streptomycin-treated intestinal tract were conducted using E. coli strain Nissle 1917 to examine a possible effect of colibactin in this context. However, there was no evidence providing a colibactin-related advantage during colonization neither in non-competitive nor in competitive experimental setups. In this thesis the existence and functionality of the colibactin gene cluster within different species of the Enterobacteriaceae was shown. Its occurrence as an individual genomic island as well as a part of an ICE demonstrates the genetic plasticity of this element and the impact of horizontally transferred genetic material. The biological function of colibactin in vivo remains to be elucidated and may affect both bacterial fitness and virulence.

Graduation date: 1993

No abstract available. / Thesis (Ph.D.)-University of Natal, Pietermaritzburg.

I denna undersökning testades hypotesen huruvida det går att uppskatta antalet bakterier med hjälp av människan som mätinstrument. Syftet var att se om det fanns några korrelationer mellan mikrobiologiska och sensoriska resultat från analyser av opastöriserade dessertostar. Mikrobiologisk och sensorisk analys utfördes på 20 opastöriserade franska dessertostar. Därefter gjordes en korrelationsanalys för att undersöka eventuella samband mellan antalet bakterier och smak- och doftupplevelser. Positiva (r-värde 0,6) och signifikanta (p-värde <0,01) samband fanns mellan antalet kolonibildande enheter av bakteriefamiljen Enterobacteriaceae 37°C och intensitet av doft- och smakupplevelserna gödsel och bitter. Även positiva (r-värde 0,5) och signifikanta (p-värde <0,05) samband fanns mellan antalet kolonibildande enheter av bakteriefamiljen Enterobacteriaceae 37°C och intensitet av doft- och smakupplevelserna doftintensitet, stickande, metallisk och ammoniak. Resultaten indikerar att det är möjligt att uppleva och därmed påvisa ett högt antal Enterobacteriaceae 37°C genom människans doft- och smaksinnen.

I denna undersökning testades hypotesen huruvida det går att uppskatta antalet bakterier med hjälp av människan som mätinstrument. Syftet var att se om det fanns några korrelationer mellan mikrobiologiska och sensoriska resultat från analyser av opastöriserade dessertostar. Mikrobiologisk och sensorisk analys utfördes på 20 opastöriserade franska dessertostar. Därefter gjordes en korrelationsanalys för att undersöka eventuella samband mellan antalet bakterier och smak- och doftupplevelser. Positiva (r-värde 0,6) och signifikanta (p-värde <0,01) samband fanns mellan antalet kolonibildande enheter av bakteriefamiljen Enterobacteriaceae 37°C och intensitet av doft- och smakupplevelserna gödsel och bitter. Även positiva (r-värde 0,5) och signifikanta (p- värde <0,05) samband fanns mellan antalet kolonibildande enheter av bakteriefamiljen Enterobacteriaceae 37°C och intensitet av doft- och smakupplevelserna doftintensitet, stickande, metallisk och ammoniak. Resultaten indikerar att det är möjligt att uppleva och därmed påvisa ett högt antal Enterobacteriaceae 37°C genom människans doft- och smaksinnen.