Valutazione dello spettro delle specie e delle proprietà biologiche degli agenti patogeni batterici e fungini nelle infezioni associate all'assistenza sanitaria in Ucraina e studio in vitro dell'attività antimicrobica e antifungina dei nuovi derivati ​​del 4-tiazolidinone. (HAIsUA)

Abstract in inglese Yulian Konechnyi Spettro delle specie e proprietà biologiche degli agenti causali batterici e fungini delle infezioni nosocomiali e studio dell'attività antimicrobica contro di essi utilizzando derivati ​​del 4-tiazolidinone. - Lavoro scientifico qualificante sui diritti del manoscritto.

Tesi di dottorato nella specialità 222 Medicina (Area di conoscenza 22 Sanità). - Università medica nazionale Danylo Halytskyy Lviv, Ministero della sanità ucraino, Lviv, 2021.

Riassunto della tesi La tesi presenta una generalizzazione teorica e una soluzione dell'attuale problema scientifico e pratico dell'assistenza sanitaria, come la determinazione della struttura e della distribuzione delle infezioni associate all'assistenza sanitaria (ICA) in Ucraina negli ultimi anni, le caratteristiche dello spettro delle specie dei patogeni, e la diffusione della resistenza agli antibiotici, delle caratteristiche cliniche e microbiologiche delle IOS, comprese quelle causate da patogeni rari delle IOS, nonché ricerca, sintesi, screening di nuovi composti chimici con attività antimicrobica e antifungina al fine di introdurre nuovi prototipi di farmaci antimicrobici .

Secondo il disegno dello studio, è stata condotta l’analisi dei dati del CDC dell’Ucraina sulla registrazione dei casi di ICA in Ucraina nel periodo 2009-2020. Di conseguenza, per la prima volta in Ucraina, è stata analizzata la registrazione delle IOS negli ultimi 12 anni; secondo i risultati, ogni anno sono stati registrati in media 4.759 ± 710 casi di IOS. I materiali analizzati danno motivo di sostenere una significativa sottostima dell’incidenza delle ICA nel Paese.

Secondo i risultati di un esame completo, dinamico, clinico e laboratorio-strumentale di 250 pazienti dei reparti di terapia intensiva di 4 ospedali locali e sulla base di criteri microbiologici ed epidemiologici, la diagnosi corrispondente è stata confermata in 205 pazienti. Tra le persone con ICA, il 46,8% erano uomini e il 53,2% donne. Tra tutti i casi di IOS, il 24,9% erano bambini (di cui l'8,8% neonati), il 64,9% persone di età compresa tra 18 e 60 anni, gli anziani (> 60 anni) erano il 10,2%. Le nosologie più comuni sono state le infezioni delle vie respiratorie (36,6%) e le infezioni delle vie urinarie (34,1%). La maggior parte delle ICA (58,6%) si è verificata tra il 5° e il 14° giorno di degenza ospedaliera.

Sono stati prelevati 389 biomateriali, dai quali sono stati isolati 309 ceppi di microrganismi, tra i quali prevalevano i batteri Gram-negativi (51,5%), il cui spettro di specie comprendeva rappresentanti di 27 specie diverse. I rappresentanti del genere Pseudomonas erano i più isolati: 50 isolati, il 16,2% del numero totale di agenti patogeni. Il microbiota Gram-positivo è rappresentato da 15 diverse specie di agenti patogeni, la maggior parte - membri del genere Staphylococcus - 52 isolati, ovvero il 16,8% del numero totale di agenti patogeni. Tra i funghi sono state isolate 12 diverse specie di agenti patogeni, la maggior parte dei quali Candida non albicans - 20 isolati, ovvero il 6,5% del numero totale di agenti patogeni.

Per la prima volta in Ucraina sono stati identificati e descritti casi clinici causati dai patogeni rari Raoultella (Klebsiella) terrigena e Vibrio metchikovii. I nostri casi segnalati sono stati confrontati con i casi clinici descritti in letteratura. È stato dimostrato che l'isolato di R. terrigena ha proprietà filmogene, più pronunciate rispetto al ceppo standard Raoutella terrigena ATCC 33257, e la velocità di formazione della pellicola supera la velocità di formazione della pellicola da parte degli stafilococchi.

Analizzando il caso clinico causato da Vibrio metchikovii, è opportuno evidenziare che la causa più probabile di infezione è la contaminazione microbica intraoperatoria delle protesi vascolari.

L'identificazione delle specie di agenti patogeni è stata eseguita utilizzando sistemi di test biochimici (MIKRO-LA-TEST ErbaLachema, Repubblica Ceca), utilizzando MALDI-TOF (condotto presso il Dipartimento di Microbiologia della Facoltà di Medicina di Bydgoszcz, Polonia) e per singoli ceppi - 16sRNA- ID. Il punteggio di identificazione (indice) dell'identificazione biochimica delle colture è stato > = 95%, o > = 99% per l'87,4% degli isolati (n=270). Il 50,8% dei ceppi (n=157) aveva un indice di atipicità (Tin) di 0,25-0,49, cioè, questi ceppi possono essere caratterizzati come atipici. Il punteggio ID MALDI nel 95,5% degli isolati (n=295) era > = 2,0, ovvero mostrava una buona identificazione delle specie, altri isolati avevano un punteggio ID 1,7-1,9, che indica un'identificazione generica. L'analisi PCA dei bastoncini Gram-negativi del genere Klebsiella ha permesso di dividerli in 4 cluster principali e ha mostrato una significativa somiglianza degli isolati e, insieme all'analisi RAPD, ha permesso di confermare la trasmissione intraospedaliera dei patogeni. Secondo i risultati dell'analisi dell'rRNA 16S, sono stati effettuati confronti tra gli isolati di Klebsiella pneumoniae, che hanno testimoniato l'origine comune dell'infezione. Diversi metodi di identificazione hanno stabilito che una completa coincidenza di risultati è stata registrata per il 76,1% dei ceppi (n=235). La massima precisione di identificazione è mostrata per l'analisi 16sRNA, ma la velocità è per MALDI-TOF.

I risultati della sensibilità agli antibiotici hanno mostrato che il 62,8% (n=194) degli isolati erano MDR, il 7,4% (n=23) erano EDR, il 28,8% (n=89) non erano MDR. L'1% (n=3) di ceppi è stato attribuito al PDR: 2 - P.putida e 1 - P.aeruginosa. Il 33,8% (n=25) degli enterobatteri studiati ha prodotto ESBL da un altro gruppo di 47 isolati studiati (83,9%) ha prodotto OXA-48, tra i quali tutti gli isolati erano MDR. La stragrande maggioranza dei ceppi fungini (82,9%) era resistente al fluconazolo, il che la scelta più comune di questo farmaco può spiegare come trattamento empirico dell’infezione fungina.

Sono state isolate colture di Achromobacter xylosoxidans (№ LMU-147) e Serratia marcescens (№ LMU-48), per le quali è stato dimostrato il loro ruolo nel causare ICA. I ceppi isolati sono classificati di classe IV di patogenicità, in base alla classificazione UA (classificazione US CDC - Biosafety level 1), ma possono penetrare negli organi interni, più pronunciati per la dentellatura. La Candida utilis (LMU-127) è un ceppo a bassa patogenicità che non ha proprietà invasive.

Cinquantacinque nuovi derivati ​​tiazolici sintetizzati sono stati utilizzati per ricercare e studiare nuovi composti chimici con attività antibiotica. È stato riscontrato un pronunciato effetto antifungino nell'acido 3-[5-(1H-Indol-3-ilmetilene)-4-osso-2-tioxotiazolidin-3-il]-propanoico con una concentrazione minima inibente contro i funghi del genere Candida 25 μg /mL e un effetto antimicrobico selettivo contro Escherichia coli nell'acido 2-[5-(1H-Indol-3-ilmetilene)-4-osso-2-tioxotiazolidin-3-il]-etansolfonico con un effetto simile (MIC=25 μg /ml). Il gruppo più attivo contro lo Staphylococcus aureus era quello delle 2-(5-ilidene-4-osso-2-tiosso-tiazolidin-3-il)-succinimmidi con un frammento terminale in posizione C5.

Per un derivato della 2-ciano-2- [5- (etossimetilene) -4-osso-3-fenil-tiazolidin-2-ilidene] -N- (o-tolil) acetammide che non contiene una porzione fenileneammina o benzilidene nella la struttura in posizione C5 del nucleo tiazolidone ha mostrato la massima attività contro il ceppo clinico multiresistente di Pseudomonas aeruginosa.

Un modello animale da laboratorio ha studiato l'effetto immunotossico/allergenico/tossico acuto del "composto leader" con attività antimicrobica. Non sono stati riscontrati effetti immunotossici e allergenici, ma è presente un moderato effetto antinfiammatorio. Sullo sfondo di un aumento del numero assoluto di linfociti T CD3 del 21,46%, è stata registrata una leggera diminuzione del livello quantitativo dei linfociti B CD22 (dell'1,98%). L'attivazione del collegamento soppressore ha causato una certa diminuzione dell'indice immunoregolatorio (l'indicatore non è affidabile).

L'effetto della sostanza in esame sul livello di immunoglobuline e interleuchine degli animali da laboratorio ha mostrato una diminuzione significativa delle IgA del 21,4% (p <0,05) e un aumento delle IgG del 21,2%. Pertanto, si è verificato un aumento dell'attività del sistema fagocitario in termini di aumento del numero di fagociti e delle proprietà di assorbimento dei neutrofili. La selettività di tale attività biologica può essere utile nel trattamento di alcune condizioni immunopatologiche.

Gli effetti identificati che accompagnano l'attività antifungina indicano le prospettive per ulteriori studi sulla "molecola simile a un farmaco" con azione politargetativa.

L'analisi della prevalenza delle IOS, la loro registrazione, lo stato della diagnostica specifica, il confronto dei moderni metodi di identificazione degli isolati microbici da materiale clinico indicano la necessità di aumentare il livello della ricerca microbiologica, l'implementazione di un sistema di registrazione standardizzato e la ricerca delle infezioni ospedaliere infezioni con effetti potenzialmente dannosi per la salute.

Secondo i risultati della tesi e la ricerca sulle proprietà biologiche degli isolati, i ceppi corrispondenti sono stati depositati nel Deposito dell'Istituto di Microbiologia e Virologia dell'Accademia Nazionale delle Scienze dell'Ucraina.

Sulla base della ricerca sono stati rilasciati 2 brevetti per modelli di utilità. Inoltre, studi di docking molecolare hanno dimostrato che il "composto leader" 7-(3,4-dimetossifenil)-5-metil-3H-tiazolo[4,5-b]piridin-2-one ha mostrato un buon legame con la proteina selezionata target rispetto all’inibitore N21 di riferimento e alla ciprofloxacina.

Parole chiave Infezioni associate all'assistenza sanitaria (ICA), infezioni nosocomiali, resistenza antimicrobica, resistenza agli antibiotici, patogeni associati ai dispositivi, attività antimicrobica, attività antifungina, 4-tiazolidinoni, tiazoli, immunità cellulare, azione immunotropica, cavie, MALDI, patogeni rari.

Pubblicazioni. Secondo il materiale della tesi, sono stati pubblicati 10 articoli, di cui 8 articoli indicizzati nelle riviste Web of Science e/o Scopus, un articolo nella rivista professionale ucraina (categoria "B"), 1 articolo in una rivista non professionale.

I risultati del lavoro sono stati presentati in 17 conferenze, anche sotto forma di relazione orale in 3 conferenze internazionali fuori dall'Ucraina e 1 conferenza in Ucraina.

Sulla base dei risultati del lavoro sono stati pubblicati 2 brevetti per modello di utilità e 3 certificati di prima deposizione del ceppo di microorganismi.