Hodnocení druhového spektra a biologických vlastností bakteriálních a plísňových patogenů u infekcí spojených se zdravotnictvím na Ukrajině a in vitro Zkoumání antimikrobiální a antifungální aktivity nových derivátů 4-thiazolidinonu. (HAIsUA)

Anotace česky Yulian Konechnyi Druhové spektrum a biologické vlastnosti bakteriálních a plísňových původců infekcí spojených se zdravotní péčí a studium antimikrobiální aktivity proti nim pomocí derivátů 4-thiazolidinonu. - Kvalifikační vědecká práce o právech rukopisu.

Diplomová práce pro titul Ph.D. v oboru 222 Medicína (oblast znalostí 22 Zdravotnictví). - Danylo Halytskyy Lviv National Medical University, Ministerstvo zdravotnictví Ukrajiny, Lvov, 2021.

Shrnutí práce Diplomová práce představuje teoretické zobecnění a řešení současného vědeckého a praktického problému zdravotnictví, jako je stanovení struktury a rozšíření infekcí spojených se zdravotnictvím (HAI) na Ukrajině v posledních letech, rysy druhového spektra patogenů, diagnostika a diagnostika onemocnění. a šíření antibiotické rezistence, klinických a mikrobiologických charakteristik HAI, včetně těch, které jsou způsobeny vzácnými patogeny HAI, jakož i hledání, syntéza, screening nových chemických sloučenin s antimikrobiální a antifungální aktivitou za účelem zavedení nových prototypů antimikrobiálních léků .

Podle návrhu studie byla provedena analýza údajů CDC Ukrajiny o registraci případů HAI na Ukrajině v letech 2009-2020. V důsledku toho byla poprvé na Ukrajině analyzována registrace HAI za posledních 12 let; podle výsledků je ročně registrováno v průměru 4 759 ± 710 případů HAI. Analyzované materiály dávají důvody k tvrzení o výrazném podhodnocení výskytu HAI v zemi.

Podle výsledků komplexního dynamického, klinického a laboratorně přístrojového vyšetření 250 pacientů 4 oddělení JIP místních nemocnic a na základě mikrobiologických a epidemiologických kritérií byla odpovídající diagnóza potvrzena u 205 pacientů. Mezi osobami s HAI bylo 46,8 % mužů a 53,2 % žen. Mezi všemi případy HAI bylo 24,9 % dětí (včetně 8,8 % novorozenců), 64,9 % - lidé ve věku 18-60 let, starší dospělí (> 60 let) byli 10,2 %. Nejčastější nozologie byly infekce dýchacích cest (36,6 %) a infekce močových cest (34,1 %). Nejvíce HAI (58,6 %) se vyskytlo od 5. do 14. dne hospitalizace.

Bylo odebráno 389 biomateriálů, z nichž bylo izolováno 309 kmenů mikroorganismů, mezi nimiž převažovaly gramnegativní bakterie (51,5 %), jejichž druhové spektrum zahrnovalo zástupce 27 různých druhů. Nejvíce byli izolováni zástupci rodu Pseudomonas - 50 izolátů, 16,2 % z celkového počtu patogenů. Grampozitivní mikrobiota je zastoupena 15 různými druhy patogenů, nejvíce - zástupci rodu Staphylococcus - 52 izoláty, což je 16,8 % z celkového počtu patogenů. Mezi houbami bylo izolováno 12 různých druhů patogenů, nejvíce Candida non-albicans - 20 izolátů, což je 6,5 % z celkového počtu patogenů.

Na Ukrajině byly poprvé identifikovány a popsány klinické případy způsobené vzácnými patogeny Raoultella (Klebsiella) terrigena a Vibrio metchikovii. Naše hlášené případy byly porovnány s klinickými případy popsanými v literatuře. Bylo prokázáno, že izolát R. terrigena má filmotvorné vlastnosti, výraznější než standardní kmen Raoutella terrigena ATCC 33257, a rychlost tvorby filmu převyšuje rychlost tvorby filmu stafylokoky.

Při analýze klinického případu způsobeného Vibrio metchikovii je třeba poznamenat, že nejpravděpodobnější příčinou infekce je intraoperační mikrobiální kontaminace cévních protéz.

Druhová identifikace patogenů byla provedena pomocí biochemických testovacích systémů (MIKRO-LA-TEST ErbaLachema, Česká republika), pomocí MALDI-TOF (prováděna na Ústavu mikrobiologie College of Medicine v Bydgoszcz, Polsko) a pro jednotlivé kmeny - 16sRNA- ID. Identifikační skóre (index) biochemické identifikace kultur bylo > = 95 %, nebo > = 99 % pro 87,4 % izolátů (n=270). 50,8 % kmenů (n=157) mělo index atypickosti (Tin) 0,25-0,49, tj. tyto kmeny lze charakterizovat jako atypické. MALDI ID-skóre 95,5 % izolátů (n=295) bylo > = 2,0, tj. vykazovalo dobrou druhovou identifikaci, ostatní izoláty měly ID skóre 1,7-1,9, což označuje generickou identifikaci. PCA analýza gramnegativních tyčinek rodu Klebsiella umožnila jejich rozdělení do 4 hlavních shluků a ukázala významnou podobnost izolátů a spolu s RAPD analýzou umožnila potvrdit nemocniční přenos patogenů. Podle výsledků analýzy 16S rRNA byla provedena srovnání izolátů Klebsiella pneumoniae, které svědčily o společném původu infekce. Různé metody identifikace prokázaly, že úplná shoda výsledků byla zaznamenána u 76,1 % kmenů (n=235). Nejvyšší přesnost identifikace je ukázána pro analýzu 16sRNA, ale rychlost je pro MALDI-TOF.

Výsledky citlivosti na antibiotika ukázaly, že 62,8 % (n=194) izolátů bylo MDR, 7,4 % (n=23) bylo EDR, 28,8 % (n=89) nebylo MDR. 1 % (n=3) kmenů bylo přiřazeno PDR: 2 - P.putida a 1 - P.aeruginosa. 33,8 % (n=25) studovaných enterobakterií produkovalo ESBL z další skupiny 47 studovaných izolátů (83,9 %) produkovalo OXA-48, z nichž všechny izoláty byly MDR. Naprostá většina kmenů plísní (82,9 %) byla rezistentní na flukonazol, což lze nejběžnější volbu tohoto léku vysvětlit jako empirickou léčbu plísňové infekce.

Byly izolovány kultury Achromobacter xylosoxidans (№ LMU-147) a Serratia marcescens (№ LMU-48), u kterých byla prokázána jejich role při vyvolávání HAI. Izolované kmeny jsou klasifikovány jako patogenita třídy IV na základě klasifikace UA (klasifikace US CDC - úroveň biologické bezpečnosti 1), ale mohou pronikat do vnitřních orgánů, výraznější pro zoubkování. Candida utilis (LMU-127) je nízkopatogenní kmen, který nemá invazivní vlastnosti.

K hledání a studiu nových chemických sloučenin s antibiotickou aktivitou bylo použito 55 nových syntetizovaných thiazolových derivátů. Výrazný antifungální účinek byl u kyseliny 3-[5-(1H-indol-3-ylmethylen)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl]-propanové s minimální inhibiční koncentrací proti houbám rodu Candida 25 μg /ml a selektivní antimikrobiální účinek proti Escherichia coli v kyselině 2-[5-(1H-indol-3-ylmethylen)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl]-ethansulfonové s podobným účinkem (MIC=25 μg /ml). Nejaktivnější proti skupině Staphylococcus aureus byly 2-(5-yliden-4-oxo-2-thioxo-thiazolidin-3-yl)-sukcinimidy s terminálním fragmentem v poloze C5.

Pro 2-kyano-2-[5-(ethoxymethylen)-4-oxo-3-fenyl-thiazolidin-2-yliden]-N-(o-tolyl)acetamidový derivát, který neobsahuje fenylenaminový nebo benzylidenový zbytek v struktura v poloze C5 thiazolidonového jádra vykazovala nejvyšší aktivitu proti multirezistentnímu klinickému kmeni Pseudomonas aeruginosa.

Laboratorní zvířecí model studoval imunotoxický/alergenní/akutně toxický účinek „vůdčí sloučeniny“ s antimikrobiální aktivitou. Nebyly zjištěny žádné imunotoxické a alergenní účinky, ale existuje mírný protizánětlivý účinek. Na pozadí nárůstu absolutního počtu CD3 T-lymfocytů o 21,46 % byl zaznamenán mírný pokles kvantitativní hladiny CD22 B-lymfocytů (o 1,98 %). Aktivace supresorové vazby způsobila určitý pokles imunoregulačního indexu (indikátor je nespolehlivý).

Vliv testované látky na hladinu imunoglobulinů a interleukinů laboratorních zvířat prokázal významný pokles IgA o 21,4 % (p <0,05) a vzestup IgG o 21,2 %. Došlo tedy ke zvýšení aktivity fagocytárního systému ve smyslu růstu fagocytárního počtu a absorpčních vlastností neutrofilů. Selektivita takové biologické aktivity může být užitečná při léčbě některých imunopatologických stavů.

Zjištěné účinky doprovázející antifungální aktivitu naznačují vyhlídky na další studium „molekuly podobné léku“ s polytargetativním účinkem.

Analýza prevalence HAI, jejich registrace, stav specifické diagnostiky, srovnání moderních metod identifikace mikrobiálních izolátů z klinického materiálu ukazuje na potřebu zvýšení úrovně mikrobiologického výzkumu, zavedení standardizovaného registračního systému a výzkumu nozokomiálních onemocnění. infekce s potenciálně nepříznivými zdravotními účinky.

Podle výsledků práce a výzkumu biologických vlastností izolátů byly odpovídající kmeny uloženy v depozitáři Ústavu mikrobiologie a virologie Národní akademie věd Ukrajiny.

Na základě výzkumu byly vydány 2 patenty na užitný vzor. Kromě toho studie molekulárního dokování ukázaly, že "vedoucí sloučenina" 7-(3,4-dimethoxyfenyl)-5-methyl-3H-thiazolo[4,5-b]pyridin-2-on prokázala dobrou vazbu na vybraný protein cíle ve srovnání s referenčním inhibitorem N21 a ciprofloxacinem.

Klíčová slova Healthcare-Associated Infections (HAI), nozokomiální infekce, antimikrobiální rezistence, antibiotická rezistence, patogeny spojené se zařízením, antimikrobiální aktivita, antimykotická aktivita, 4-thiazolidinony, thiazoly, buněčná imunita, imunotropní působení, morčata, MALDI, vzácné patogeny.

Publikace. Podle materiálů diplomové práce bylo publikováno 10 článků, z toho 8 článků indexovaných v časopisech Web of Science a/nebo Scopus, článek v ukrajinském odborném časopise (kategorie "B"), 1 článek v neprofesionálním časopise.

Výsledky práce byly prezentovány na 17 konferencích, včetně ústní zprávy na 3 mezinárodních konferencích mimo Ukrajinu a 1 konferenci na Ukrajině.

Na základě výsledků práce byly zveřejněny 2 patenty užitných vzorů a 3 osvědčení o prvotním uložení kmene mikroorganismů.