Ocena spektrum gatunkowego i właściwości biologicznych patogenów bakteryjnych i grzybiczych w zakażeniach związanych z opieką zdrowotną na Ukrainie oraz in vitro. Badanie aktywności przeciwdrobnoustrojowej i przeciwgrzybiczej nowych pochodnych 4-tiazolidynonu. (HAIsUA)

Streszczenie w języku angielskim Yulian Konechnyi Spektrum gatunkowe i właściwości biologiczne bakteryjnych i grzybiczych czynników wywołujących zakażenia związane z opieką zdrowotną oraz badanie działania przeciwdrobnoustrojowego przeciwko nim przy użyciu pochodnych 4-tiazolidynonu. - Kwalifikacyjna praca naukowa dotycząca praw do rękopisu.

Praca na stopień doktora. na specjalności 222 Medycyna (Dziedzina wiedzy 22 Ochrona zdrowia). – Lwowski Narodowy Uniwersytet Medyczny Danyło Halickiego, Ministerstwo Zdrowia Ukrainy, Lwów, 2021.

Streszczenie pracy W pracy przedstawiono teoretyczne uogólnienie i rozwiązanie aktualnego problemu naukowego i praktycznego opieki zdrowotnej, takie jak określenie struktury i rozmieszczenia zakażeń związanych z opieką zdrowotną (HAI) na Ukrainie w ostatnich latach, cechy spektrum gatunkowego patogenów, i upowszechnianie antybiotykooporności, charakterystyki klinicznej i mikrobiologicznej HAI, w tym wywoływanej przez rzadkie patogeny HAI, a także poszukiwanie, synteza, screening nowych związków chemicznych o działaniu przeciwdrobnoustrojowym i przeciwgrzybiczym w celu wprowadzenia nowych prototypów leków przeciwdrobnoustrojowych .

Zgodnie z projektem badania przeprowadzono analizę danych CDC Ukrainy na temat rejestracji przypadków HAI na Ukrainie w latach 2009-2020. W rezultacie po raz pierwszy na Ukrainie przeanalizowano rejestrację HAI za ostatnie 12 lat; z wyników wynika, że ​​rocznie rejestruje się średnio 4759 ± 710 przypadków HAI. Przeanalizowane materiały dają podstawę do stwierdzenia znacznego niedoszacowania częstości występowania zakażeń szpitalnych w kraju.

Zgodnie z wynikami kompleksowego, dynamicznego, klinicznego i laboratoryjno-instrumentalnego badania 250 pacjentów oddziałów intensywnej terapii 4 lokalnych szpitali oraz na podstawie kryteriów mikrobiologicznych i epidemiologicznych, rozpoznanie potwierdzono u 205 pacjentów. Wśród osób z HAI 46,8% stanowili mężczyźni, a 53,2% kobiety. Wśród wszystkich przypadków HAI 24,9% stanowiły dzieci (w tym 8,8% noworodki), 64,9% – osoby w wieku 18-60 lat, osoby starsze (> 60 lat) – 10,2%. Najczęstszymi nozologiami były zakażenia dróg oddechowych (36,6%) i zakażenia dróg moczowych (34,1%). Najwięcej zakażeń HAI (58,6%) miało miejsce w okresie od 5 do 14 dnia pobytu w szpitalu.

Pobrano trzysta osiemdziesiąt dziewięć biomateriałów, z których wyizolowano 309 szczepów mikroorganizmów, wśród których przeważały bakterie Gram-ujemne (51,5%), których spektrum gatunkowe obejmowało przedstawicieli 27 różnych gatunków. Najliczniej izolowani byli przedstawiciele rodzaju Pseudomonas – 50 izolatów, co stanowiło 16,2% ogólnej liczby patogenów. Mikroflorę Gram-dodatnią reprezentuje 15 różnych gatunków patogenów, najwięcej przedstawicieli rodzaju Staphylococcus - 52 izolaty, co stanowi 16,8% ogólnej liczby patogenów. Spośród grzybów wyizolowano 12 różnych gatunków patogenów, w większości Candida non-albicans – 20 izolatów, co stanowi 6,5% ogólnej liczby patogenów.

Po raz pierwszy na Ukrainie zidentyfikowano i opisano przypadki kliniczne wywołane przez rzadkie patogeny Raoultella (Klebsiella) terrigena i Vibrio metchikovii. Zgłoszone przez nas przypadki porównano z przypadkami klinicznymi opisanymi w literaturze. Wykazano, że izolat R. terrigena ma właściwości błonotwórcze bardziej wyraźne niż standardowy szczep Raoutella terrigena ATCC 33257, a szybkość tworzenia błony jest większa niż szybkość tworzenia błony przez gronkowce.

Analizując przypadek kliniczny wywołany przez Vibrio metchikovii, należy zauważyć, że najbardziej prawdopodobną przyczyną zakażenia jest śródoperacyjne zanieczyszczenie mikrobiologiczne protez naczyniowych.

Identyfikację gatunkową patogenów przeprowadzono za pomocą systemów testów biochemicznych (MIKRO-LA-TEST ErbaLachema, Czechy), metodą MALDI-TOF (prowadzoną w Zakładzie Mikrobiologii Wyższej Szkoły Lekarskiej w Bydgoszczy) oraz dla poszczególnych szczepów - 16sRNA- ID. Wynik identyfikacyjny (indeks) identyfikacji biochemicznej kultur wyniósł > = 95% lub > = 99% dla 87,4% izolatów (n=270). 50,8% szczepów (n=157) miało wskaźnik atypowości (Tin) 0,25-0,49, tj. szczepy te można scharakteryzować jako atypowe. Wynik MALDI ID 95,5% izolatów (n=295) wyniósł > = 2,0, tj. wykazał dobrą identyfikację gatunku, pozostałe izolaty uzyskały wynik ID 1,7-1,9, co wskazuje na identyfikację rodzajową. Analiza PCA pałeczek Gram-ujemnych z rodzaju Klebsiella pozwoliła podzielić je na 4 główne skupienia i wykazała istotne podobieństwo izolatów, a także w połączeniu z analizą RAPD pozwoliła potwierdzić wewnątrzszpitalne przenoszenie patogenów. Na podstawie wyników analizy 16S rRNA przeprowadzono porównania izolatów Klebsiella pneumoniae, które wykazały wspólne pochodzenie zakażenia. Różne metody identyfikacji wykazały, że w przypadku 76,1% szczepów (n=235) zarejestrowano całkowitą zbieżność wyników. Najwyższą dokładność identyfikacji wykazuje analiza 16sRNA, ale prędkość dotyczy MALDI-TOF.

Wyniki wrażliwości na antybiotyki wykazały, że 62,8% (n=194) izolatów miało MDR, 7,4% (n=23) miało EDR, 28,8% (n=89) nie miało MDR. Do PDR przypisano 1% (n=3) szczepów: 2 - P.putida i 1 - P.aeruginosa. 33,8% (n=25) badanych enterobakterii wytwarzało ESBL, z innej grupy 47 badanych izolatów (83,9%) wytwarzało OXA-48, spośród których wszystkie izolaty były MDR. Zdecydowana większość szczepów grzybów (82,9%) była oporna na flukonazol, co najczęstszy wybór tego leku można wytłumaczyć empirycznym leczeniem infekcji grzybiczej.

Wyizolowano kultury Achromobacter xylosoksydans (nr LMU-147) i Serratia marcescens (nr LMU-48), dla których udowodniono ich rolę w wywoływaniu HAI. Wyizolowane szczepy zaliczane są do IV klasy patogeniczności w oparciu o klasyfikację UA (klasyfikacja US CDC – poziom bezpieczeństwa biologicznego 1), mogą jednak penetrować narządy wewnętrzne, z większym wyraźnym ząbkowaniem. Candida utilis (LMU-127) jest szczepem o niskiej patogenności, który nie ma właściwości inwazyjnych.

Do poszukiwania i badania nowych związków chemicznych o działaniu antybiotykowym wykorzystano pięćdziesiąt pięć nowych zsyntetyzowanych pochodnych tiazolu. Kwas 3-[5-(1H-Indol-3-ylmetyleno)-4-okso-2-tioksotiazolidyn-3-ylo]propanowy wykazuje wyraźne działanie przeciwgrzybicze przy minimalnym stężeniu hamującym wobec grzybów z rodzaju Candida 25 µg /ml i selektywne działanie przeciwdrobnoustrojowe przeciwko Escherichia coli w kwasie 2-[5-(1H-indol-3-ilometyleno)-4-okso-2-tioksotiazolidyn-3-ylo]etanosulfonowym o podobnym działaniu (MIC=25 μg /ml). Najbardziej aktywną wobec grupy Staphylococcus aureus były 2-(5-ylideno-4-okso-2-tioksotiazolidyn-3-ylo)-sukcynimidy z końcowym fragmentem w pozycji C5.

Dla pochodnej 2-cyjano-2-[5-(etoksymetyleno)-4-okso-3-fenylotiazolidyn-2-ylideno]-N-(o-tolilo)acetamidu, która nie zawiera ugrupowania fenylenoaminy ani benzylidenu w struktura w pozycji C5 jądra tiazolidonu wykazała najwyższą aktywność przeciwko wielolekoopornemu szczepowi klinicznemu Pseudomonas aeruginosa.

W laboratoryjnym modelu zwierzęcym zbadano immunotoksyczne/alergiczne/ostre działanie toksyczne „związku wiodącego” o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Nie stwierdzono działania immunotoksycznego i alergizującego, ale występuje umiarkowane działanie przeciwzapalne. Na tle wzrostu bezwzględnej liczby limfocytów T CD3 o 21,46% odnotowano nieznaczny spadek ilościowego poziomu limfocytów B CD22 (o 1,98%). Aktywacja łącznika supresorowego spowodowała pewne obniżenie wskaźnika immunoregulacyjnego (wskaźnik jest niewiarygodny).

Wpływ substancji testowej na poziom immunoglobulin i interleukin zwierząt laboratoryjnych wykazał istotny spadek IgA o 21,4% (p <0,05) i wzrost IgG o 21,2%. Tym samym nastąpił wzrost aktywności układu fagocytarnego w zakresie wzrostu liczby fagocytarnej i właściwości absorpcyjnych neutrofili. Selektywność takiej aktywności biologicznej może być użyteczna w leczeniu niektórych schorzeń immunopatologicznych.

Zidentyfikowane efekty towarzyszące działaniu przeciwgrzybiczemu wskazują na perspektywy dalszych badań nad „cząsteczką lekopodobną” o działaniu wielokierunkowym.

Analiza częstości występowania zakażeń HAI, ich rejestracja, stan specyficznej diagnostyki, porównanie współczesnych metod identyfikacji izolatów drobnoustrojów z materiału klinicznego wskazuje na konieczność podniesienia poziomu badań mikrobiologicznych, wdrożenia ujednoliconego systemu rejestracji oraz badań szpitalnych. zakażenia, które mogą mieć niekorzystne skutki dla zdrowia.

Zgodnie z wynikami pracy dyplomowej i badaniami właściwości biologicznych izolatów, odpowiednie szczepy zdeponowano w Depozytie Instytutu Mikrobiologii i Wirusologii Narodowej Akademii Nauk Ukrainy.

Na podstawie przeprowadzonych badań wydano 2 patenty na wzory użytkowe. Ponadto badania dokowania molekularnego wykazały, że „związek wiodący” 7-(3,4-dimetoksyfenylo)-5-metylo-3H-tiazolo[4,5-b]pirydyn-2-on wykazuje dobre wiązanie z wybranym białkiem celów w porównaniu z referencyjnym inhibitorem N21 i cyprofloksacyną.

Słowa kluczowe Zakażenia związane z opieką zdrowotną (HAI), zakażenia szpitalne, oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe, oporność na antybiotyki, patogeny związane z urządzeniami, działanie przeciwdrobnoustrojowe, działanie przeciwgrzybicze, 4-tiazolidynony, tiazole, odporność komórkowa, działanie immunotropowe, świnki morskie, MALDI, rzadkie patogeny.

Publikacje. Jak wynika z materiałów pracy, opublikowano 10 artykułów, w tym 8 zaindeksowanych w czasopismach Web of Science i/lub Scopus, artykuł w ukraińskim czasopiśmie fachowym (kategoria „B”), 1 artykuł w czasopiśmie nieprofesjonalnym.

Wyniki prac zaprezentowano na 17 konferencjach, w tym w formie ustnego sprawozdania na 3 konferencjach międzynarodowych poza Ukrainą i 1 konferencji na Ukrainie.

Na podstawie wyników prac opublikowano 2 patenty na wzory użytkowe oraz 3 świadectwa wstępnego osadzania szczepu drobnoustroju.