Evaluering av artsspekteret og biologiske egenskaper til bakterie- og sopppatogener i helsevesenet i Ukraina-infeksjoner og in vitro undersøkelse av den antimikrobielle og antifungale aktiviteten til nye 4-tiazolidinonderivater. (HAIsUA)

Abstrakt på engelsk Yulian Konechnyi Artsspekter og biologiske egenskaper til bakterielle og sopp-forårsakende midler for helse-assosierte infeksjoner og studier av antimikrobiell aktivitet mot dem ved bruk av 4-tiazolidinon-derivater. - Kvalifiserende vitenskapelig arbeid om rettighetene til manuskriptet.

Avhandling for graden Ph.D. i spesialiteten 222 Medisin (Kunnskapsområde 22 Helsevesen). - Danylo Halytskyy Lviv National Medical University, Ukrainas helsedepartement, Lviv, 2021.

Oppsummering av oppgaven Oppgaven presenterer en teoretisk generalisering og løsning av det nåværende vitenskapelige og praktiske problemet med helsevesenet, som bestemmelse av strukturen og distribusjonen av Healthcare-Associated Infections (HAI) i Ukraina de siste årene, trekk ved artsspekteret av patogener, og spredning av antibiotikaresistens, kliniske og mikrobiologiske egenskaper ved HAI-er, inkludert de som er forårsaket av sjeldne patogener av HAI-er, samt søk, syntese, screening av nye kjemiske forbindelser med antimikrobiell og antifungal aktivitet for å introdusere nye prototyper av antimikrobielle legemidler .

I følge studiedesignet ble det utført en analyse av dataene fra CDC i Ukraina om registrering av HAI-tilfeller i Ukraina i 2009-2020. Som et resultat ble registreringen av HAI for de siste 12 årene for første gang i Ukraina analysert; ifølge resultatene er det registrert i gjennomsnitt 4759 ± 710 tilfeller av HAI årlig. De analyserte materialene gir grunnlag for å hevde en betydelig undervurdering av forekomsten av HAI i landet.

I følge resultatene av en omfattende, dynamisk, klinisk og laboratorieinstrumentell undersøkelse av 250 pasienter ved 4 lokalsykehus sine intensivavdelinger, og basert på mikrobiologiske og epidemiologiske kriterier, ble den tilsvarende diagnosen bekreftet hos 205 pasienter. Blant personer med HAI var 46,8 % menn og 53,2 % kvinner. Blant alle tilfeller av HAI var 24,9 % barn (inkludert 8,8 % nyfødte), 64,9 % – personer i alderen 18-60 år, eldre voksne (> 60 år) var 10,2 %. De vanligste nosologiene var luftveisinfeksjoner (36,6 %) og urinveisinfeksjoner (34,1 %). De fleste HAI-er (58,6 %) forekom fra den 5. til den 14. dagen av sykehusoppholdet.

Tre hundre åttini biomaterialer ble tatt, hvorfra 309 stammer av mikroorganismer ble isolert, blant hvilke gramnegative bakterier hersket (51,5%), artsspekteret som inkluderte representanter for 27 forskjellige arter. Representanter for slekten Pseudomonas var de mest isolerte - 50 isolater, 16,2% av det totale antallet patogener. Gram-positiv mikrobiota er representert av 15 forskjellige arter av patogener, de fleste - medlemmer av slekten Staphylococcus - 52 isolater, som er 16,8% av det totale antallet patogener. Blant soppene ble det isolert 12 forskjellige arter av patogener, de fleste av dem Candida non-albicans - 20 isolater, som er 6,5% av det totale antallet patogener.

For første gang i Ukraina har kliniske tilfeller forårsaket av sjeldne patogener Raoultella (Klebsiella) terrigena og Vibrio metchikovii blitt identifisert og beskrevet. Våre rapporterte tilfeller ble sammenlignet med de kliniske tilfellene beskrevet i litteraturen. Det ble vist at isolatet av R. terrigena har filmdannende egenskaper, mer uttalt enn standardstammen Raoutella terrigena ATCC 33257, og filmdannelseshastigheten overstiger filmdannelseshastigheten av stafylokokker.

Ved å analysere det kliniske tilfellet forårsaket av Vibrio metchikovii, bør det bemerkes at den mest sannsynlige årsaken til infeksjon er intraoperativ mikrobiell kontaminering av vaskulære proteser.

Artsidentifikasjon av patogener ble utført ved bruk av biokjemiske testsystemer (MIKRO-LA-TEST ErbaLachema, Tsjekkia), ved bruk av MALDI-TOF (gjennomført ved Institutt for mikrobiologi ved College of Medicine i Bydgoszcz, Polen) og for individuelle stammer - 16sRNA- ID. Identifikasjonspoeng (indeks) for biokjemisk identifikasjon av kulturer var > = 95 %, eller > = 99 % for 87,4 % av isolatene (n=270). 50,8 % av stammene (n=157) hadde en atypisk indeks (Tin) på 0,25-0,49, dvs. disse stammene kan karakteriseres som atypiske. MALDI ID-score 95,5 % av isolatene (n=295) var > = 2,0, dvs. viste god artsidentifikasjon, andre isolater hadde ID-score 1,7-1,9, som indikerer generisk identifikasjon. PCA-analyse av Gram-negative staver av slekten Klebsiella tillot å dele dem inn i 4 hovedklynger og viste betydelig likhet mellom isolater og tillot sammen med RAPD-analyse å bekrefte overføring av patogener på sykehus. I følge resultatene av 16S rRNA-analyse ble det utført sammenligninger av Klebsiella pneumoniae-isolater, som vitnet om den vanlige opprinnelsen til infeksjonen. Ulike identifiseringsmetoder viste at det ble registrert fullstendig sammenfall av resultater for 76,1 % av stammene (n=235). Den høyeste identifikasjonsnøyaktigheten vises for 16sRNA-analyse, men hastigheten er for MALDI-TOF.

Resultatene av antibiotikasensitiviteten viste at 62,8 % (n=194) av isolatene var MDR, 7,4 % (n=23) var EDR, 28,8 % (n=89) var ikke-MDR. 1 % (n=3) stammer ble tilskrevet PDR: 2 - P.putida og 1 - P.aeruginosa. 33,8 % (n=25) av de studerte enterobakteriene produserte ESBL fra en annen gruppe på 47 studerte isolater (83,9 %) produserte OXA-48, hvorav alle isolater var MDR. De aller fleste soppstammer (82,9 %) var resistente mot flukonazol, som det vanligste valget av dette medikamentet kan forklare som empirisk behandling av soppinfeksjon.

Kulturer av Achromobacter xylosoxidans (№ LMU-147) og Serratia marcescens (№ LMU-48) ble isolert, som deres rolle i å forårsake HAI-er ble bevist. De isolerte stammene er klassifisert som klasse IV patogenisitet, basert på UA-klassifisering (US CDC-klassifisering - Biosikkerhetsnivå 1), men de kan penetrere indre organer, mer uttalt for serrasjon. Candida utilis (LMU-127) er en lavpatogen stamme som ikke har invasive egenskaper.

Femtifem nye syntetiserte tiazolderivater ble brukt til å søke etter og studere nye kjemiske forbindelser med antibiotisk aktivitet. Det var en uttalt antifungal effekt i 3-[5-(1H-indol-3-ylmetylen)-4-okso-2-tioksotiazolidin-3-yl]-propansyre med en minimal hemmende konsentrasjon mot sopp av slekten Candida 25 μg /ml og en selektiv antimikrobiell effekt mot Escherichia coli i 2-[5-(1H-indol-3-ylmetylen)-4-okso-2-tioksotiazolidin-3-yl]-etansulfonsyre med lignende effekt (MIC=25 μg /ml). Den mest aktive mot Staphylococcus aureus-gruppen var 2-(5-yliden-4-okso-2-tiokso-tiazolidin-3-yl)-succinimider med et terminalt fragment i C5-posisjonen.

For et 2-cyano-2-[5-(etoksymetylen)-4-okso-3-fenyl-tiazolidin-2-yliden]-N-(o-tolyl) acetamidderivat som ikke inneholder en fenylenamin- eller benzylidendel i struktur i posisjon C5-posisjon av tiazolidonkjernen viste den høyeste aktiviteten mot den multiresistente kliniske stammen av Pseudomonas aeruginosa.

En laboratoriedyrmodell studerte den immuntoksiske/allergene/akutt toksiske effekten av "lederforbindelsen" med antimikrobiell aktivitet. Det ble ikke funnet immuntoksiske og allergifremkallende effekter, men det er en moderat anti-inflammatorisk effekt. På bakgrunn av en økning i det absolutte antallet CD3 T-lymfocytter med 21,46 %, ble det registrert en liten reduksjon i det kvantitative nivået av CD22 B-lymfocytter (med 1,98 %). Aktivering av suppressorkoblingen forårsaket en viss reduksjon i den immunregulerende indeksen (indikatoren er upålitelig).

Effekten av teststoffet på nivået av immunglobuliner og interleukiner hos laboratoriedyr viste en signifikant reduksjon i IgA med 21,4 % (p <0,05) og en økning i IgG med 21,2 %. Dermed var det en økning i aktiviteten til fagocyttsystemet når det gjelder veksten av fagocytttallet og absorpsjonsegenskapene til nøytrofiler. Selektiviteten til slik biologisk aktivitet kan være nyttig i behandlingen av noen immunopatologiske tilstander.

De identifiserte effektene som følger med soppdrepende aktivitet indikerer utsiktene for videre studier av det "medikamentlignende molekylet" med polytargetativ virkning.

Analysen av utbredelsen av HAI, deres registrering, tilstanden til spesifikk diagnostikk, sammenligning av moderne metoder for identifisering av mikrobielle isolater fra klinisk materiale indikerer behovet for å øke nivået av mikrobiologisk forskning, implementering av et standardisert registreringssystem og forskning på sykehus. infeksjoner med potensielt uheldige helseeffekter.

I følge avhandlingens resultater og forskning på isolatenes biologiske egenskaper, ble de tilsvarende stammene deponert i depotet til Institutt for mikrobiologi og virologi ved National Academy of Sciences of Ukraine.

Basert på forskningen ble det utstedt 2 bruksmodellpatenter. I tillegg har molekylære docking-studier vist at "lederforbindelsen" 7-(3,4-dimetoksyfenyl)-5-metyl-3H-tiazolo[4,5-b]pyridin-2-on har vist god binding til utvalgt protein mål sammenlignet med referansen N21-hemmeren og ciprofloksacin.

Nøkkelord Healthcare-Associated Infections (HAI), nosokomiale infeksjoner, antimikrobiell resistens, antibiotikaresistens, enhetsassosierte patogener, antimikrobiell aktivitet, antifungal aktivitet, 4-tiazolidinoner, tiazoler, cellulær immunitet, immunotropisk virkning, marsvin, MALDI, sjeldne patogener.

Publikasjoner. I følge oppgavematerialet ble 10 artikler publisert, inkludert 8 artikler indeksert i tidsskriftene Web of Science og/eller Scopus, artikkel i det ukrainske fagtidsskriftet (kategori "B"), 1 artikkel i et ikke-profesjonelt tidsskrift.

Arbeidsresultatene ble presentert på 17 konferanser, blant annet i form av en muntlig rapport på 3 internasjonale konferanser utenfor Ukraina og 1 konferanse i Ukraina.

Basert på arbeidsresultatene ble det publisert 2 bruksmodellpatenter og 3 sertifikater for initial deponering av mikroorganismestammen.