Date of Award

8-2019

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Medical Microbiology and Immunology

First Advisor

Dr. Ágnes Sonnevend

Second Advisor

Dr. Tibor Pál

Abstract

Although human infections with colistin-resistant Mcr-producing Enterobacteriaceae have been reported from the Arabian Peninsula, the presence of mcr gene in strains of animal origin has not been studied.

Ten composite faecal samples were collected in each of four geographically distant poultry farms in Abu Dhabi Emirate. Ten colonies from McConkey agar containing 1 mg/L colistin from each sample were PCR-screened for mcr-1, mcr-2, MCR-3, mcr-4, mcr-5. Of the positive ones, one isolate representing each distinct plasmid profile was selected for susceptibility testing and for whole-genome sequencing (WGS). Transfer of the MCR-1 gene into Escherichia coli K12 was attempted. Plasmids were first compared by restriction fragment length polymorphism (RFLP). Representatives of plasmids with distinct RFLP profiles were sequenced and their incompatibility type was determined.

MCR-1 positive colonies were identified in 36 of the 40 samples. The 40 isolates selected were resistant to ampicillin and colistin (MIC range 4->256 mg/L) with variable resistance to 3rd generation cephalosporins, tetracyclines, quinolones, cotrimoxazole

and aminoglycosides. Thirty-five Escherichia coli, two Escherichia albertii, two Klebsiella pneumonia and one Salmonella Minnesota were identified based on their whole genomes. They represented a remarkable variety of sequence types and in the case of E. coli core genome multi-locus sequence types. Beyond MCR-1, all strains carried at least one beta-lactamase, and aminoglycoside, tetracycline, and co-trimoxazole resistance genes, seven of them ESBL genes and one blaCMY-2. Transfer of the MCR-plasmid was successful in the case of 6 IncHI2, 26 IncI2 and 4 IncX4 plasmids, respectively. Co-transfer of ampicillin, chloramphenicol, and tetracycline resistance with the MCR-1 gene was observed in the case of the IncHI2 plasmids.

From the four chicken farms, multiple species of Enterobacteriaceae exhibiting a variety of MLST and cgMLST patterns, carrying the MCR-1 gene on plasmids of three different incompatibility types were isolated. Similar strains and similar plasmids were present in multiple farms. These data show that the farms are heavily infested with MCR-1 carrying strains with the possibility to transfer it, via the food chain, to humans.

Comments

علي الرغم من وجود تقارير عن حدوث عدوى بشرية بالبكتيريا المعوية المقاومة لعقار الكوليستين المنتجة لجين (MCR) الموجود على البلازميدات في منطقة الخليج العربي إلا انه لا توجد دراسات عن وجود هذا الجين في السلالات ذات المنشأ الحيواني.

تم جمع عشر عينات براز مركبة من كل من أربع مزارع دواجن في إمارة أبوظبي تبعد عن بعضها جغرافيا. من كل عينة تم فحص عشرة مستوطنات مستنبتة على (McConkey agar ) المحتوي علي 1ملغ/لتر كوليستين، وقد تم الفحص عن وجود جين ال (5-1) MCR بواسطة تفاعل البلمرة المتسلسل. من العينات الموجبة تم إختيار عزل واحد ممثلا عن كل نمط بلازميدي مختلف لإجراء إختبارات الحساسية للمضادات الحيوية و تسلسل كامل للجينوم .(WGS) تمت محاولة نقل جين ال MCR إلى. E. coli K12 تمت مقارنة البلازميدات أولاً عن طريق ال (RFLP) ، ثم تم إختيار ممثل عن كل نمط لإجراء فحص التسلسل الجيني و تحديد أنواع ال .Incompatibility

تم تحديد جين ال (MCR-1) في 36 من أصل 40 عينة. ولقد وجدنا أن ال 40 عينة التي تم إختيارها، مقاومة للأمبيسيلين والكوليستين ( MIC range 4->256 mg/L ) مع مقاومة متغيرة للسيفالوسبورين من الجيل الثالث، التتراسيكلين، الكينولونات، التريميوكسازول والأمينوغليكوزيد. من خلال تسلسل الجينوم الكامل، تم تحديد أنواع البكتيريا، تم تعيين خمسة وثلاثين من الإشريكية القولونية ، وإثنين من الإشريكية البرتي ، وإثنين من كلبسيلا الرئوية والسالمونيلا مينيسوتا. ولقد مثلت هذه المجموعة اختلافا لافتا للنظر في أنواع ال ST و في حالة الإشريكية القولونية أنواع مختلفة من ال .(cgMLST

بالإضافة لجين (MCR-1) حملت كل السلالات علي الأقل جين واحدا من بيتا لاكتاماز، أمينوغليكوزيد، تيتراسيكلين، وجينات مقاومة للتريميوكسازول ، سبعة منها جينات ال ESBL وواحد فقط هو جين ال .blaCMY-2 كان نقل بلازميد ال MCR ناجح ا في حالة 6 من بلازميدات ال IncHI2 و26 من الIncI2 و اربعة من ال IncX4 على التوالي. وقد لوحظ النقل المشترك للجينات المقاومة للأمبيسلين والكلورامفينيكول والتتراسيكلين مع جين ال MCR1 في حالة بلازميدات الIncHI2 .

تم عزل أنواع متعددة من ال Enterobacteriaceae من مزارع الدواجن الأربعة، وتمثل أنماط متعددة من ال MLST و cgMLST ، حيث تم عزل جين ال 1- MCR على بلازميدات من ثلاثة أنواع مختلفة من ال .Incompatibility توجد سلالات و بلازميدات متشابهة في مزارع متعددة. تظهر هذه البيانات أن المزارع موبوءة بشدة بسلالات تحمل جين ال 1- MCR مع إمكانية نقلها ، عبر السلسلة الغذائية ، إلى البشر.

Download
COinS