Pseudomonas aeruginosa -Pseudomonas aeruginosa
|Pseudomonas aeruginosa|
|Kanlı agar üzerinde P. aeruginosa kolonileri|
|bilimsel sınıflandırma|
|İhtisas:||bakteri|
|filum:||proteobakteriler|
|Sınıf:||Gamaproteobakteriler|
|Emir:||sahte|
|Aile:||Pseudomonadaceae|
|cins:||Pseudomonas|
|Tür grubu :||Pseudomonas aeruginosa grubu|
|Türler:||


P. aeruginosa
|Binom adı|


Pseudomonas aeruginosa


(Schröter 1872)
Migula 1900
|Eş anlamlı|


Pseudomonas aeruginosa, insanlar dahil bitkilerde ve hayvanlarda hastalığa neden olabilen,yaygın olarak kapsüllenmiş, Gram-negatif, katı aerobik (nitrat varlığında anaerobik olarak büyüyebilir), çubuk şeklinde bir bakteridir . Oldukçatıbbi öneme sahipbir tür olan P. aeruginosa, her yerde bulunması, doğası gereği gelişmiş antibiyotik direnç mekanizmaları ve ciddi hastalıklarla – ventilatörle ilişkili pnömoni ve çeşitli sepsis sendromları gibi hastane kaynaklı enfeksiyonlar – ile ilişkisi iletanınan çok ilaca dirençli bir patojendir .
Organizmanın fırsatçı olduğu düşünülür, çünkü ciddi enfeksiyon sıklıkla mevcut hastalıklar veya durumlar – özellikle kistik fibroz ve travmatik yanıklar – sırasında meydana gelir . Genellikle bağışıklığı baskılanmış kişileri etkiler, ancak sıcak küvet folikülitinde olduğu gibi bağışıklığı yeterli olanları da enfekte edebilir . P. aeruginosa enfeksiyonlarının tedavisi, antibiyotiklere karşı doğal direnci nedeniyle zor olabilir. Daha gelişmiş antibiyotik ilaç rejimlerine ihtiyaç duyulduğunda yan etkiler ortaya çıkabilir.
Öyle sitrat, katalaz ve oksidaz pozitif . Toprakta, suda, cilt florasında ve dünyadaki çoğu insan yapımı ortamlarda bulunur. Sadece normal atmosferlerde değil, aynı zamanda düşük oksijenli atmosferlerde de büyüyerek birçok doğal ve yapay ortamı kolonize etmiştir. Gıda için çok çeşitli organik malzemeler kullanır; hayvanlarda çok yönlülüğü, organizmanın hasarlı dokuları veya bağışıklığı azalmış dokuları enfekte etmesini sağlar. Bu tür enfeksiyonların semptomları genelleşmiş inflamasyon ve sepsistir . Akciğerler, idrar yolları ve böbrekler gibi kritik vücut organlarında bu tür kolonizasyonlar meydana gelirse, sonuçlar ölümcül olabilir. O nemli yüzeylerde büyür Çünkü bu bakteri de açık ve bulunur tıbbi malzeme dahil, kateter çapraz neden enfeksiyonları içinde hastaneler ve klinikler . Ayrıca hidrokarbonları ayrıştırabilir ve petrol sızıntılarından kaynaklanan katran toplarını ve petrolü parçalamak için kullanılmıştır . P. aeruginosa, diğer ana patojenik bakteri türleriyle (örneğin Staphylococcus aureus ve Streptococcus pyogenes ) karşılaştırıldığında aşırı derecede öldürücü değildir, ancak P. aeruginosa geniş kolonizasyon yeteneğine sahiptir ve kalıcı biyofilmler halinde toplanabilir .
isimlendirme
Pseudomonas kelimesi, Yunanca pseudēs ( Yunanca : ψευδής, false) ve ( Latince : monas, Yunanca : μονάς, tek bir birim) sözcüklerinden oluşan "yanlış birim" anlamına gelir . Kök kelimesi mon, mikrobiyoloji tarihinin başlarında, örneğin Monera krallığı gibi mikroplara atıfta bulunmak için kullanılmıştır .
Tür adı aeruginosa, türün laboratuvar kültürlerinin mavi-yeşil rengine atıfta bulunan, verdigris ("bakır pas") anlamına gelen Latince bir kelimedir . Bu mavi-yeşil bir pigment iki metabolitlerinin bir kombinasyonudur , P. aeruginosa, piyosiyanin (mavi) ve pyoverdine kültürlerinin mavi-yeşil karakteristik renk veren (yeşil). 1956'dan başka bir iddia, aeruginosa'nın "yaşlı veya yaşlı" anlamına gelen Yunanca ön ekinden türetilmiş olabileceği ve ruginosa son ekinin buruşuk veya engebeli anlamına geldiğidir .
Piyosiyanin ve pyoverdine isimleri Yunanca'dan gelmektedir ve "irin" anlamına gelen pyo-, "mavi" anlamına gelen siyanin ve "yeşil" anlamına gelen verdin ile birlikte gelir. Bu nedenle, "piyosiyanik bakteri" terimi, spesifik olarak bir P. aeruginosa enfeksiyonunun "mavi irin" özelliğine atıfta bulunur . Piyosiyanin yokluğunda pyoverdin, floresan sarı bir renktir.
Biyoloji
Genetik şifre
Genomu arasında P. aeruginosa 5.500 ve 6.000 arasında taşır, nispeten büyük bir dairesel kromozom (5,5-6,8 Mb) oluşur açık okuma çerçevelerinin ve gerginlik bağlı olarak değişik boyutlarda bazen plazmidler. Farklı P. aeruginosa suşlarından 389 genomun karşılaştırılması, sadece %17.5'inin paylaşıldığını gösterdi. Genomun bu kısmı, P. aeruginosa çekirdek genomudur.
|Gerginlik:||VRFPA04||C3719||PAO1||PA14||PACS2|
|Kromozom boyutu (bp)||6.818.030||6.222.097||6.264.404||6.537.648||6.492.423|
|ORF'ler||5,939||5.578||5.571||5,905||5.676|
Karşılaştırmalı bir genomik çalışma (2020'de), 189'u P. aeruginosa suşu olan Pseudomonas cinsinden 494 tam genomu analiz etti . Çalışma, protein sayılarının ve GC içeriğinin sırasıyla 5500-7352 (ortalama: 6192) ve %65,6-66,9 (ortalama: %66,1) arasında değiştiğini gözlemledi. Bu karşılaştırmalı analiz ayrıca proteomun %30'undan fazlasını oluşturan 1811 aeruginosa-çekirdek proteinini tanımladı. Bu son analizde aeruginosa-çekirdek proteinlerinin daha yüksek yüzdesi, kısmen tam genomların kullanımına atfedilebilir. P. aeruginosa filogenomik ve ANIm değerleri açısından çok iyi tanımlanmış bir monofiletik tür olmasına rağmen, protein içeriği açısından şaşırtıcı derecede çeşitlidir, bu nedenle çeşitli analizlere göre çok dinamik bir aksesuar proteom ortaya çıkarır. Ortalama olarak, endüstriyel suşların en büyük genomlara sahip olduğu, ardından çevresel suşların ve ardından klinik izolatların geldiği görülmektedir. Aynı karşılaştırmalı çalışma (494 Pseudomonas suşu, 189'u P. aeruginosa'dır ), 1811 P. aeruginosa çekirdek proteininden 41'inin sadece bu türde bulunduğunu ve cinsin başka hiçbir üyesinde bulunmadığını, 26'sının (41 tanesinden) olduğunu tespit etmiştir. ) varsayımsal olarak açıklanmaktadır. Ayrıca, diğer 19 ortolog protein grubu en az 188/189 P. aeruginosa suşlarında mevcuttur ve cinsin diğer tüm suşlarında yoktur.
nüfus yapısı
P. aeruginosa popülasyonu, bitmiş PAO1, PA14 ve oldukça farklı PA7 genomları ile karakterize edilen üç ana soy oluşturur.
İken , P. aeruginosa genellikle fırsatçı patojen olarak düşünülen birçok yaygın klonlar çoğunlukla Danimarka'da İngiltere'de, DK2 bulunan Liverpool salgın suşu (LES) dahil özellikle kistik fibrozis hastalarında daha uzmanlaşmış patojenler haline gelmiş görünmektedir, ve Avustralya'da AUST-02 (önceden AES-2 ve P2 olarak da bilinir). Ayrıca atların üreme yollarını sık sık enfekte eden bir klon da vardır.
Metabolizma
P. aeruginosa, kısmi veya toplam oksijen tükenmesi koşullarında çoğalmaya iyi adapte olduğundan fakültatif bir anaerobdur . Bu organizma, terminal elektron alıcısı olarak nitrat veya nitrit ile anaerobik büyüme sağlayabilir . Oksijen, nitrat ve nitrit bulunmadığında, substrat düzeyinde fosforilasyon yoluyla arginin ve piruvatı fermente edebilir . Mikroaerobik veya anaerobik ortamlara adaptasyon, P. aeruginosa'nın belirli yaşam tarzları için gereklidir, örneğin, kalın akciğer mukus katmanlarının ve bakteri tarafından üretilen aljinatın mukoid bakteri hücrelerini çevreleyen mukoid bakteri hücrelerinin difüzyonunu sınırlayabileceği kistik fibroz ve primer siliyer diskinezide akciğer enfeksiyonu sırasında . oksijen. İnsan vücudundaki P. aeruginosa büyümesi, bakteriler bağışıklık sistemini alt üst eden bir biyofilm oluşturana kadar asemptomatik olabilir. Bu biyofilmler, kistik fibrozlu ve birincil siliyer diskinezili kişilerin akciğerlerinde bulunur ve ölümcül olabilir.
Hücresel işbirliği
P. aeruginosa dayanır demir bir şekilde besin kaynağına büyümeye. Ancak demir, çevrede yaygın olarak bulunmadığından kolay erişilebilir değildir. Demir genellikle büyük ölçüde çözünmeyen bir ferrik formda bulunur. Ayrıca, aşırı yüksek demir seviyeleri P. aeruginosa için toksik olabilir . Bunun üstesinden gelmek ve uygun demir alımını düzenlemek için P. aeruginosa, demiri bağlayan ve taşıyan salgılanan moleküller olan sideroforları kullanır . Ancak bu demir-siderofor kompleksleri spesifik değildir. Sideroforları üreten bakteri, demir alımının doğrudan faydasını almak zorunda değildir. Aksine, hücresel popülasyonun tüm üyelerinin demir-siderofor komplekslerine erişme olasılığı eşittir. Bu sideroforları verimli bir şekilde üretebilen hücresel popülasyonun üyelerine genellikle işbirlikçiler olarak atıfta bulunulur; Çok az siderofor üreten veya hiç olmayan üyelere genellikle dolandırıcı denir. Araştırmalar, işbirlikçiler ve hile yapanlar birlikte büyüdüklerinde, işbirlikçilerin kondisyonda bir düşüşe, hile yapanların ise kondisyonda bir artışa sahip olduğunu göstermiştir. Zindelikteki değişimin büyüklüğü artan demir sınırlaması ile artar. Zindeliğin artmasıyla, hile yapanlar işbirlikçileri geride bırakabilir; bu, yeterli siderofor üretiminin olmaması nedeniyle grubun zindeliğinde genel bir düşüşe yol açar. Bu gözlemler, işbirlikçilerin ve hilecilerin bir karışımına sahip olmanın P. aeruginosa'nın öldürücü doğasını azaltabileceğini düşündürmektedir .
enzimler
LigD'ler, DNA ligazlarının bir alt ailesini oluşturur . Bunların hepsinin bir LigDom/ligaz alanı vardır, ancak birçok bakteriyel LigD'nin ayrıca ayrı polimeraz alanları/PolDom'ları ve nükleaz alanları/NucDom'ları vardır. Olarak P. aeruginosa ' in durum nükleaz etki olan N-ucu ve polimeraz etki vardır C-terminali, tek bir merkezi ligaz alanının uzantıları.
patogenez
Bir fırsatçı, nozokomiyal patojen bağışıklığı yetersiz bireyler, P. aeruginosa, tipik olarak hava yolu enfekte idrar yolları, yanık ve yaraların, ve aynı zamanda diğer neden kan enfeksiyonları .
|Enfeksiyonlar||Ayrıntılar ve ortak çağrışımlar||Yüksek riskli gruplar|
|Zatürre||Diffüz bronkopnömoni||Kistik fibroz, KF olmayan bronşektazi hastaları|
|Septik şok||Mor-siyah deri lezyonu ektima gangrenozum ile ilişkili||nötropenik hastalar|
|İdrar yolu enfeksiyonu||İdrar yolu kateterizasyonu|
|Gastrointestinal enfeksiyon||nekrotizan enterokolit||Prematüre bebekler ve nötropenik kanser hastaları|
|Deri ve yumuşak doku enfeksiyonları||Kanama ve nekroz||Olan kişiler yanık veya yara enfeksiyonları|
Yanık yaralanmaları ve dış kulak enfeksiyonlarının ( otitis eksterna ) en yaygın nedenidir ve tıbbi cihazların (örneğin kateterler ) en sık kolonize edicisidir . Pseudomonas, kontamine olan ve uygun şekilde temizlenmeyen ekipmanlarla veya sağlık çalışanlarının elleriyle yayılabilir. Psödomonas, nadir durumlarda toplum kökenli pnömonilerin yanı sıra ventilatörle ilişkili pnömonilere de neden olabilir ve çeşitli çalışmalarda izole edilen en yaygın ajanlardan biridir. Piyosiyaninin a, hastalık oluşturma faktörü bakteri ve ölüme neden olduğu bilinmektedir , C. elegans ile oksidatif stres . Bununla birlikte salisilik asit, piyosiyanin üretimini engelleyebilir. Hastane kaynaklı her on enfeksiyondan biri Pseudomonas kaynaklıdır . Kistik fibroz hastaları ayrıca, bir mutasyonun sonucu olarak hücre zarları boyunca klorür iyonu hareketindeki işlevsel bir kayıp nedeniyle akciğerlerin P. aeruginosa enfeksiyonuna yatkındır . P. aeruginosa, su kalitesine düzenli ve uygun özen gösterilmemesinden kaynaklanan "sıcak küvet döküntüsü"nün ( dermatit ) yaygın bir nedeni olabilir . Bu bakteriler, sıcak küvetler ve yüzme havuzları gibi nemli ortamlarda çoğaldıkları için deri döküntülerine veya yüzücü kulağına neden olabilirler. Psödomonas ayrıca radyal keratotomi cerrahisi hastalarında postoperatif enfeksiyonun yaygın bir nedenidir . Organizma ayrıca cilt lezyonu ektima gangrenozum ile ilişkilidir . P. aeruginosa, tenis ayakkabılarında bulunan köpük dolgu yoluyla P. aeruginosa'nın doğrudan aşılanmasından kaynaklandığına inanılan, ayağın delinme yaralarını içeren osteomiyelit ile sıklıkla ilişkilidir ve diyabetik hastalar daha yüksek risk altındadır.
189 tam P. aeruginosa genomu dahil olmak üzere 494 rekabet Pseudomonas genomunun karşılaştırmalı bir genomik analizi, P. aeruginosa türlerinin büyük çoğunluğu tarafından paylaşılan, ancak analiz edilen diğer Pseudomonas genomlarında gözlenmeyen birkaç protein tanımladı . Şaşırtıcı bir şekilde, CntL, CntM, PlcB, Acp1, MucE, SrfA, Tse1, Tsi2, Tse3 ve EsrC gibi bu aeruginosa'ya özgü çekirdek proteinlerin bu türün patojenitesinde önemli bir rol oynadığı bilinmektedir.
toksinler
P. aeruginosa, difteri toksininin yaptığı gibi, konak hücrede ADP-ribosilasyon yoluyla ökaryotik uzama faktörü 2'yi etkisiz hale getirmek için virülans faktörü ekzotoksin A'yı kullanır . Uzama faktörü 2 olmadan ökaryotik hücreler proteinleri sentezleyemez ve nekrotize edemez . Hücre içeriklerinin salınması bir indükler immünolojik yanıt olarak , bağışıklığı yeterli hastalarda. Ek olarak, P. aeruginosa ökaryotik hücrelerin plazma zarını bozan ve parçalanmaya yol açan ExoU adlı bir ekzoenzim kullanır . Giderek, bu kabul oluyor demir-elde siderofor, pyoverdine kaldırarak bir toksin olarak da işlevleri demir gelen mitokondri, bu organel zarar verecek.
fenazinler
Fenazinler, P. aeruginosa tarafından üretilen redoks aktif pigmentlerdir . Bu pigmentler, çekirdek algılama, virülans ve demir alımında rol oynar . P. aeruginosa : Birkaç tüm biyosentetik bir yolla üretilen pigmentlerin üretimi piyosiyanin, 1-hidroksifenazin fenazin-1-karboksamid, 5-methylphenazine-1-karboksilik asit betain ve A. aeruginosin iki operonlar fenazin biyosentezinde rol oynayan: phzA1B1C1D1E1F1G1 ve phzA2B2C2D2E2F2G2 . Bu operonlar, bir korizmik asidi yukarıda bahsedilen fenazinlere dönüştürür. Üç anahtar gen, phzH, phzM ve phzS fenazin-1-karboksilik asidi yukarıda bahsedilen fenazinlere dönüştürür. Fenazin biyosentezi iyi çalışılmış olmasına rağmen, kahverengi fenazin piyomelaninin nihai yapısı ile ilgili sorular devam etmektedir .
Piyosiyanin biyosentezi inhibe edildiğinde , in vitro olarak P. aeruginosa patojenitesinde bir azalma gözlenir . Bu, P. aeruginosa'nın in vivo ilk kolonizasyonundan en çok piyosiyaninin sorumlu olduğunu göstermektedir .
tetikleyiciler
Düşük fosfat seviyeleri ile, P. aeruginosa'nın iyi huylu ortakyaşamdan bağırsak yolunda öldürücü toksinleri eksprese etmek için aktive olduğu ve konakçıya ciddi şekilde zarar verdiği veya öldürdüğü bulunmuştur, bu da antibiyotik yerine aşırı fosfat sağlayarak hafifletilebilir.
Bitkiler ve omurgasızlar
Daha yüksek bitkilerde, P. aeruginosa, örneğin Arabidopsis thaliana (Thale tere) ve Lactuca sativa (marul) gibi yumuşak çürümeye neden olur . Ayrıca nematod Caenorhabditis elegans, meyve sineği Drosophila ve güve Galleria mellonella dahil omurgasız hayvanlar için de patojeniktir . Virülans faktörlerinin ilişkileri bitki ve hayvan enfeksiyonları için aynıdır.
çekirdek algılama
P. aeruginosa, besinler veya kolonizasyon için diğer türlerle rekabet edebilmek için gen ekspresyonunu koordine etme yeteneğine sahip fırsatçı bir patojendir. Regülasyonu gen ekspresyonunun hücre-hücre iletişimine ya yoluyla oluşabilir , yeterli sayıyı hissetme (QS) adı verilen küçük moleküllerin üretimi ile otoendüktör dış ortama salınmaktadır. Bu sinyaller, belirli popülasyon hücre yoğunlukları ile bağıntılı belirli konsantrasyonlara ulaştığında, ilgili düzenleyicilerini aktive ederek gen ekspresyonunu değiştirir ve davranışı koordine eder. P. aeruginosa, her biri benzersiz sinyal molekülleri üreten, birbirine bağlı beş QS sistemi (las, rhl, pqs, iqs ve pch) kullanır. las ve rhl sistemleri çok sayıda QS kontrollü genin aktivasyonundan sorumludur, pqs sistemi kinolon sinyallemesinde yer alır ve iqs sistemi hücreler arası iletişimde önemli bir rol oynar. P. aeruginosa'daki QS, hiyerarşik bir şekilde düzenlenir. las düzenleyici, rhl gibi bir dizi başka düzenleyicinin transkripsiyonunu aktive ederek QS düzenleyici sistemi başlattığından, sinyal hiyerarşisinin en üstünde las sistemi bulunur. Böylece, las sistemi, las'tan rhl regulonlarına kadar hiyerarşik bir QS kademesini tanımlar. Bu moleküllerin saptanması, P. aeruginosa'nın kistik fibroz hastalarının akciğerlerinde biyofilm olarak büyüdüğünü gösterir . Bununla birlikte, QS'nin ve özellikle las sistemlerinin P. aeruginosa'nın patojenitesi üzerindeki etkisi belirsizdir. Çalışmalar, lasR eksikliği olan mutantların, kistik fibroz hastalarında daha ciddi sonuçlarla ilişkili olduğunu ve bozulmuş QS aktivitesine rağmen kronik olarak enfekte kistik fibroz hastalarının %63'üne varan oranda bulunduğunu göstermiştir.
QS'nin, pigment piyosiyanin de dahil olmak üzere bir dizi virülans faktörünün ekspresyonunu hiyerarşik bir şekilde kontrol ettiği bilinmektedir. Ancak, las sistemi gen ekspresyonunun regülasyonunu başlatsa da, yokluğu virülans faktörlerinin kaybına yol açmaz. Son zamanlarda, rhl sisteminin, elastolitik ve stafilolitik aktivitelerden sorumlu proteolitik enzimler gibi las-spesifik faktörleri kısmen kontrol ettiği, ancak gecikmeli olarak gösterilmiştir. Yani, las, QS kontrollü genlerin doğrudan ve dolaylı düzenleyicisidir. Bakterilerin çevredeki değişikliklere hızla uyum sağlamasına izin veren bir başka gen düzenlemesi biçimi, çevresel sinyalleşmedir. Son çalışmalar, anaerobiyozun QS'nin ana düzenleyici devresini önemli ölçüde etkileyebileceğini keşfetti . QS ve anaerobiyoz arasındaki bu önemli bağlantı, bu organizmanın virülans faktörlerinin üretimi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir . Sarımsak deneysel olarak P. aeruginosa'da çekirdek algılamayı bloke eder .
Biyofilm oluşumu ve döngüsel di-GMP
Çoğu Gram negatif bakteride olduğu gibi, P. aeruginosa biyofilm oluşumu tek bir molekül tarafından düzenlenir: siklik di-GMP . Düşük döngüsel di-GMP konsantrasyonunda, P. aeruginosa serbest yüzme yaşam moduna sahiptir. Ancak döngüsel di-GMP seviyeleri arttığında, P. aeruginosa yüzeylerde sesil topluluklar oluşturmaya başlar. P. aeruginosa bir yüzeye ( örneğin : bir kaya, plastik, konak dokular...) dokunduğunda siklik di-GMP'nin hücre içi konsantrasyonu saniyeler içinde artar . Bu, P. aeruginosa'nın yüzeye yapışmasını stabilize etmek için "çapa" görevi gören yapışkan pili üretimini aktive eder . Daha sonraki aşamalarda, bakteriler güçlü bir yapışkan matris üreterek geri dönüşü olmayan bir şekilde bağlanmaya başlayacaktır. Aynı zamanda, döngüsel di-GMP, flagellar makinenin sentezini baskılayarak P. aeruginosa'nın yüzmesini engeller . Bastırıldığında, biyofilmler daha az yapışır ve tedavi edilmesi daha kolaydır. Biyofilm matrisi P. aeruginosa nükleik asitler, amino asitler, karbohidratlar, ve çeşitli iyonların oluşmaktadır. P. aeruginosa'yı bağışıklık sistemi ve bazı toksik bileşiklerin saldırganlığından mekanik ve kimyasal olarak korur . P. aeruginosa biyofilm matrisi, PSL ve PEL olarak adlandırılan 2 tip şekerden (veya "ekzopolisakaritler") oluşur:
- Polisakkarit sentez lokusu (PSL) ve siklik di-GMP, pozitif bir geri besleme döngüsü oluşturur. PSL, döngüsel di-GMP üretimini uyarır, yüksek döngülü di-GMP ise operonu açar ve operonun aktivitesini arttırır. Bu 15 genlik operon, hücre iletişimi için gerekli olan hücre-hücre ve hücre-yüzey etkileşimlerinden sorumludur. Ayrıca hücre dışı polimerik madde matrisinin ayrılmasından da sorumludur.
- PEL, P. aeruginosa biyofilm matrisinde hücre dışı DNA'yı çapraz bağlayan katyonik bir ekzopolisakkarittir .
Belirli ipuçları veya stresler üzerine, P. aeruginosa biyofilm programını geri alır ve ayrılır. Son çalışmalar, P. aeruginosa biyofilmlerinden dağılmış hücrelerin, planktonik ve biyofilm hücrelerinden daha düşük siklik di-GMP seviyelerine ve farklı fizyolojilere sahip olduğunu göstermiştir. Bu tür dağılmış hücrelerin makrofajlara ve C. elegans'a karşı oldukça öldürücü olduğu, ancak planktonik hücrelere kıyasla demir stresine karşı oldukça hassas olduğu bulunmuştur.
Biyofilmler ve tedavi direnci
Biyofilmler arasında P. aeruginosa kronik neden olabilir fırsatçı enfeksiyonlar özellikle immün sistemi baskılanmış hastalar ve yaşlılar için sanayileşmiş toplumlarda tıbbi bakım için ciddi bir sorun vardır,. Genellikle geleneksel antibiyotik tedavisi ile etkili bir şekilde tedavi edilemezler . Biyofilmler bu bakterileri olumsuz çevresel faktörlerden koruyor gibi görünmektedir. P. aeruginosa hastane enfeksiyonlarına neden olabilir ve antibiyotiğe dirençli bakterilerin incelenmesi için model organizma olarak kabul edilir . Araştırmacılar, planktonik büyümeden biyofilm fenotipine geçişe neden olan moleküler mekanizmalar ve P. aeruginosa gibi tedaviye dirençli bakterilerde QS'nin rolü hakkında daha fazla bilgi edinmenin önemli olduğunu düşünüyorlar . Bu, kronik olarak enfekte hastaların daha iyi klinik yönetimine katkıda bulunmalı ve yeni ilaçların geliştirilmesine yol açmalıdır.
Son zamanlarda, bilim adamları, tobramisin gibi antibiyotiklere karşı P. aeruginosa direncinin olası genetik temelini inceliyorlar . Bu türdeki direncin önemli bir genetik belirleyicisi olarak tanımlanan bir lokus, antibiyotiklerle etkileşime girebilen ve periplazma içine sekestre olmalarına neden olabilen periplazmik glukanları kodlayan ndvB'dir . Bu sonuçlar, antibiyotik için bir difüzyon bariyeri görevi gören biyofilmden ziyade, bakteriyel antibiyotik direncinin arkasında genetik bir temelin var olduğunu göstermektedir.
Teşhis
Enfeksiyonun doğasına bağlı olarak, uygun bir örnek toplanır ve tanımlama için bir bakteriyoloji laboratuvarına gönderilir . Çoğu bakteriyolojik numunede olduğu gibi, Gram negatif çubuklar ve/veya beyaz kan hücreleri gösterebilen bir Gram boyaması yapılır . P. aeruginosa bakteriyolojik ortamda karakteristik "üzüm benzeri" veya "taze tortilla" kokusu olan koloniler üretir. Karışık kültürlerde, oksidaz için pozitif test edecek olan MacConkey agar üzerinde ( laktozu fermente etmediği için ) berrak koloniler halinde izole edilebilir . Doğrulayıcı testler, setrimid agar üzerinde mavi-yeşil pigment piyosiyanin üretimini ve 42 °C'de büyümeyi içerir. Fermente olmayan Pseudomonas türlerini dışkı örneklerindeki enterik patojenlerden ayırt etmek için sıklıkla bir TSI eğimi kullanılır .
Zaman P. aeruginosa normalde steril bölgesi (kan, kemik, derin koleksiyon) izole edilir, genellikle tehlikeli olarak ve hemen hemen her zaman tedavi edilmesi gerekir. Bununla birlikte, P. aeruginosa sıklıkla steril olmayan bölgelerden (ağız sürüntüleri, balgam vb.) izole edilir ve bu koşullar altında enfeksiyonu değil kolonizasyonu temsil edebilir. Bu nedenle, steril olmayan örneklerden P. aeruginosa izolasyonu dikkatli bir şekilde yorumlanmalı ve tedaviye başlamadan önce bir mikrobiyolog veya bulaşıcı hastalıklar doktoru/eczacısının tavsiyesi alınmalıdır. Çoğu zaman, tedaviye gerek yoktur.
Kimlik
|Ölçek||Sonuçlar|
|gram lekesi||-|
|oksidaz||+|
|İndol Üretimi||-|
|Metil Kırmızısı||-|
|Voges-Proskauer||-|
|Sitrat||+|
|Hidrojen Sülfür Üretimi||-|
|Üre Hidrolizi||-|
|Fenilalanin Deaminaz||-|
|Lizin Dekarboksilaz||-|
|hareketlilik||+|
|jelatin hidroliz||+|
|laktozdan asit||-|
|glikozdan asit||+|
|maltozdan asit||-|
|mannitolden gelen asit||+|
|sakarozdan asit||-|
|nitrat azaltma||+|
|DNAz||-|
|lipaz||+|
|Pigment||+ (mavimsi yeşil pigmentasyon)|
|katalaz||+|
|hemoliz||Beta/değişken|
P. aeruginosa, tek kutuplu hareketliliğe sahip, Gram negatif, aerobik (ve bazen fakültatif olarak anaerobik ), çubuk şeklinde bir bakteridir . Hem insanlarda hem de bitkilerde fırsatçı bir patojen olarak tanımlanmıştır . P. aeruginosa, Pseudomonas cinsinin tür türüdür .
P. aeruginosa'nın tanımlanması, bireysel izolatların genellikle hareketlilikten yoksun olması nedeniyle karmaşık olabilir. Ayrıca, lasR genindeki mutasyonlar koloni morfolojisini büyük ölçüde değiştirir ve tipik olarak jelatin hidrolize veya hemolizde başarısızlığa yol açar.
Belirli koşullarda, P. aeruginosa da dahil olmak üzere pigmentlerin çeşitli salgılayabilir piyosiyanin (mavi), pyoverdine (sarı ve floresan ), piyorubin'dir (kırmızı) ve pyomelanin (kahverengi). Bunlar organizmayı tanımlamak için kullanılabilir.
P. aeruginosa'nın klinik tanımlaması, hem piyosiyanin hem de floresein üretiminin yanı sıra 42 °C'de büyüme yeteneğinin tanımlanmasını içerebilir. P. aeruginosa, hidrokarbon kullanan bir mikroorganizma olarak bilinen dizel ve jet yakıtlarında mikrobiyal korozyona neden olarak büyüyebilir . Görünümleri nedeniyle bazen yanlış olarak " alg " olarak adlandırılan koyu renkli, jelimsi paspaslar oluşturur .
Tedavi
Birçok P. aeruginosa izole edilmekte dirençli antibiyotikler geniş bir aralıkta ve başarısız tedavi sonrası ek direnç gösterebilir. Ampirik olarak bir antibiyotik seçmek yerine, genellikle laboratuvar duyarlılıklarına göre tedaviyi yönlendirmek mümkün olmalıdır . Antibiyotikler ampirik olarak başlanırsa, kültür elde etmek için her türlü çaba gösterilmelidir (ilk doz antibiyotik uygulanmadan önce) ve kültür sonuçları alındığında kullanılan antibiyotik seçimi gözden geçirilmelidir.
Birçok yaygın birinci basamak antibiyotiğe karşı yaygın direnç nedeniyle, karbapenemler, polimiksinler ve daha yakın zamanlarda tigesiklin, tercih edilen ilaçlar olarak kabul edildi; ancak bu ilaçlara direnç de bildirilmiştir. Buna rağmen, henüz direncin bildirilmediği alanlarda halen kullanılmaktadırlar. Sulbaktam gibi β-laktamaz inhibitörlerinin, belirli bir direnç seviyesinde bile antimikrobiyal etkiyi arttırmak için antibiyotiklerle kombinasyon halinde kullanılması tavsiye edilmiştir. Titiz antimikrobiyal duyarlılık testinden sonra kombinasyon tedavisinin, çoklu ilaca dirençli P. aeruginosa tedavisinde en iyi eylem planı olduğu bulunmuştur . P. aeruginosa'ya karşı aktif olduğu bildirilen bazı yeni nesil antibiyotikler arasında doripenem, seftobiprole ve seftarolin bulunur. Bununla birlikte, bunlar standardizasyon için daha fazla klinik deney gerektirir. Bu nedenle, P. aeruginosa'ya karşı yeni antibiyotiklerin ve ilaçların keşfine yönelik araştırmalara çok ihtiyaç duyulmaktadır. P. aeruginosa'ya karşı aktiviteye sahip olabilecek antibiyotikler şunları içerir:
- aminoglikozitler ( gentamisin, amikasin, tobramisin, ancak kanamisin değil )
- kinolonlar ( siprofloksasin, levofloksasin, ancak moksifloksasin değil )
- sefalosporinler ( seftazidim, sefepim, sefoperazon, sefpirome, seftobiprol, ancak sefuroksim, sefotaksim veya seftriakson değil )
- antipsödomonal penisilinler : karboksi- ( karbenisilin ve tikarsilin ) ve ureidopenicillins ( mezlosilin, azlosilin, ve piperasilin ). P. aeruginosa, diğer tüm penisilinlere özünde dirençlidir .
- karbapenemler ( meropenem, imipenem, doripenem, ancak ertapenem değil )
- polimiksinler ( polimiksin B ve kolistin )
- monobaktamlar ( aztreonam )
Florokinolonlar, bazı hastanelerde P. aeruginosa'ya karşı yaygın olarak etkili olan birkaç antibiyotik sınıfından biri olduğundan, dirençli suşların gelişmesini önlemek için kullanımları ciddi şekilde sınırlandırılmıştır. Enfeksiyonun yüzeysel ve sınırlı olduğu nadir durumlarda (örneğin kulak enfeksiyonları veya tırnak enfeksiyonları), topikal gentamisin veya kolistin kullanılabilir.
Psödomonal yara enfeksiyonları için, %0.5 ila %5 konsantrasyonlu asetik asit, bakterilerin yaradan uzaklaştırılmasında etkili bir bakteriyostatik ajan olabilir. Genellikle, normal salinle irrigasyondan sonra yaranın üzerine asetik asitle ıslatılmış steril bir gazlı bez yerleştirilir. Pansuman günde bir kez yapılırdı. Pseudomonas genellikle 10 ila 14 günlük tedaviden sonra vakaların %90'ında elimine edilir.
Antibiyotik direnci
P. aeruginosa'nın en endişe verici özelliklerinden biri, kromozomal olarak kodlanmış antibiyotik direnç genleri (örn., mexAB, mexXY, vb.) ile çoklu ilaç akış pompalarının uyumlu bir etkisine ve bakterinin düşük geçirgenliğine atfedilebilen düşük antibiyotik duyarlılığıdır . hücresel zarflar. Bu içsel dirence ek olarak, P. aeruginosa, ya kromozomal olarak kodlanmış genlerdeki mutasyon yoluyla ya da antibiyotik direnç belirleyicilerinin yatay gen transferi yoluyla kolayca kazanılmış direnç geliştirir . P. aeruginosa izolatları tarafından çoklu ilaç direncinin geliştirilmesi, farklı mutasyonların kazanılması ve/veya antibiyotik direnç genlerinin yatay aktarımı dahil olmak üzere birkaç farklı genetik olayı gerektirir. Hipermutasyon, kronik enfeksiyonlar üreten P. aeruginosa suşlarında mutasyona dayalı antibiyotik direncinin seçimini desteklerken, integronlarda birkaç farklı antibiyotik direnç geninin kümelenmesi, antibiyotik direnç belirleyicilerinin birlikte edinilmesini desteklemektedir. Bazı yeni çalışmalar, biyofilm oluşumu veya küçük koloni varyantlarının ortaya çıkmasıyla ilişkili fenotipik direncin, P. aeruginosa popülasyonlarının antibiyotik tedavisine yanıtında önemli olabileceğini göstermiştir.
Antibiyotik direncinin altında yatan mekanizmaların, antibiyotik parçalayıcı veya antibiyotik etkisizleştirici enzimlerin üretimini, antibiyotikleri tahliye etmek için dış zar proteinlerini ve antibiyotik hedeflerini değiştirmek için mutasyonları içerdiği bulunmuştur. PER-1, PER-2, VEB-1, AmpC sefalosporinazlar gibi geniş spektrumlu β-laktamazlar, serin oksasilinazlar gibi karbapenemazlar, metallo-b-laktamazlar, OXA tipi karbapenemazlar, aminoglikozit değiştirici enzimler gibi antibiyotik bozundurucu enzimlerin varlığı, diğerleri arasında bildirilmiştir. P. aeruginosa ayrıca, örneğin aminoglikozid bağlanmasını ve DNA'nın modifikasyonunu önlemek için 16S rRNA'nın metilasyonu veya onu kinolonların etkisinden korumak için topoizomeraz gibi antibiyotik etkisinin hedeflerini de değiştirebilir. P. aeruginosa'nın ayrıca bir dizi antibiyotik sınıfına karşı direnç sağlayan çoklu ilaç akış pompa sistemlerine sahip olduğu rapor edilmiştir ve MexAB-OprM ( Direnç-nodülasyon-bölme ( RND ) ailesi) en önemli olarak kabul edilir . Antibiyotik direnci ile ilişkili bulunan önemli bir faktör, dirençli suşun virülans yeteneklerindeki azalmadır. Bu tür bulgular, enfektif yetenek, çekirdek algılama ve motilitede azalmanın belgelendiği rifampisine dirençli ve kolistine dirençli suşlarda rapor edilmiştir.
DNA girazdaki mutasyonlar, yaygın olarak P. aeruginosa'daki antibiyotik direnci ile ilişkilidir . Bu mutasyonlar, başkalarıyla birleştiğinde, hayatta kalmayı engellemeden yüksek direnç sağlar. Ek olarak, siklik-di-GMP sinyalleşmesinde yer alan genler, dirence katkıda bulunabilir. Bu genler, kistik fibrozlu bir hastanın akciğerlerini taklit edecek şekilde tasarlanmış in vitro koşullarda büyütüldüğünde , tekrar tekrar mutasyona uğrar.
İki küçük RNA : Sr0161 ve ErsA'nın, karbapenem antibiyotiklerinin periplazma içine alınmasından sorumlu ana porin OprD'yi kodlayan mRNA ile etkileşime girdiği gösterilmiştir . sRNA'lar, oprD'nin 5'UTR'sine bağlanır ve meropeneme karşı bakteri direncinde artışa neden olur . Başka bir sRNA: Sr006'nın, lipid A'nın deasilasyonundan sorumlu bir enzim olan PagL'nin ekspresyonunu pozitif olarak düzenlediği (transkripsiyon sonrası) önerildi. Bu, lipid A'nın proinflamatuar özelliğini azaltır. Ayrıca, PagL'nin Salmonella Sr006 düzenlemesinde çalışmaya benzer şekilde ekspresyonunun polimiksin B direncine yardımcı olması önerildi .
Önleme
Probiyotik profilaksi, yoğun bakım ünitesinde kolonizasyonu önleyebilir ve Pseudomonas enfeksiyonunun başlamasını geciktirebilir . Pseudomonas'a karşı immünoprofilaksi araştırılmaktadır. P. aeruginosa'ya yakalanma riski, havuzlardan, sıcak küvetlerden ve diğer durgun su kütlelerinden kaçınılarak azaltılabilir; düzenli olarak neme maruz kalan ekipmanın düzenli olarak dezenfekte edilmesi ve/veya değiştirilmesi (kontak lens ekipmanı ve solüsyonları gibi); ve ellerin sık sık yıkanması (bu, diğer birçok patojene karşı da koruyucudur). Ancak, P. aeruginosa'nın çevrede ne kadar yaygın olduğu düşünülürse, en iyi hijyen uygulamaları bile bireyi P. aeruginosa'ya karşı tam olarak koruyamaz .
deneysel terapiler
P. aeruginosa'ya karşı faj tedavisi, antibiyotiklerle kombine edilebilen, kontrendikasyonu olmayan ve minimal yan etkileri olan olası etkili bir tedavi olarak araştırılmıştır. Fajlar steril sıvı olarak, alım, uygulama vb. için üretilmektedir. P. aeruginosa'nın neden olduğu kulak enfeksiyonlarına karşı faj tedavisi, Ağustos 2009'da Clinical Otolaryngology dergisinde rapor edilmiştir .
Araştırma
2013'te João Xavier, P. aeruginosa'nın yiyecek elde etmek için kümelenmesi gereken koşulların tekrarlanan turlarına maruz kaldığında, çoklu organizmalar geliştirerek temel organizmalardan %25 daha hızlı "aşırı ısınma" yeteneğini geliştirdiği bir deneyi tanımladı. flagella, oysa temel organizma tek bir flagellum'a sahiptir. Bu sonuç, yüksek oranda tekrarlanabilir olması bakımından deneysel evrim alanında dikkate değerdi .
P. aeruginosa biyoremediasyonda kullanım ve belediye katı atıklarında polietilenin işlenmesinde kullanım için incelenmiştir .
Ayrıca bakınız
Referanslar
- Breidenstein EB, de la Fuente-Núñez C, Hancock RE (Ağustos 2011). "Pseudomonas aeruginosa: tüm yollar direnişe çıkar". Mikrobiyolojide Eğilimler . 19 (8): 419–26. doi : 10.1016/j.tim.2011.04.005 . PMID 21664819 .
Dış bağlantılar
- Bac Dive - the Bacterial Diversity Metadatabase'de Pseudomonas aeruginosa türü türü
- Johanna M. Sweere ve ark. (2019): Bakteriyofaj, antiviral bağışıklığı tetikler ve bakteriyel enfeksiyonun temizlenmesini önler, Science 29 Mar 2019: Cilt. 363, Sayı 6434, eaat9691. doi:10.1126/science.aat9691, Pseudomonas aeruginosa filamentli fajlar (Pf-fajlar), Inoviridae hakkında . Ayrıca bakınız:
- UM araştırmacıları, bakteriyel virüsler hakkında yeni keşifler yayınlıyor . Açık: EurekAlert! 1 Nisan 2019. Kaynak: Montana Üniversitesi