Rasprostranjivanje gena za rezistenciju na cefalosporine treće generacije među bakterijama komunalnih otpadnih voda

diplomski rad

• Naslov (engleski): Dissemination of genes encoding resistance to third generation cephalosporins among bacteria from municipal wastewater
• Autor: Ivan Kodela Pacenti
• Mentor: Nikolina Udiković Kolić (mentor)
• Mentor: Jasna Hrenović (komentor)
• Član povjerenstva: Jasna Hrenović (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tomislav Ivanković (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Goran Klobučar (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Željka Vidaković-Cifrek (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Biološki odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-09-22, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Biologija

Sažetak

Bakterijska otpornost na antibiotike predstavlja značajnu prijetnju za ljudsko zdravlje zbog
ograničenih mogućnosti u liječenju infektivnih bolesti. Cefalosporini treće generacije su
antibiotici koji se koriste u liječenju mnogih infekcija, ali Gram-negativne bakterije ih mogu
uspješno hidrolizirati pomoću β-laktamaza proširenog spektra (ESBL), čiji geni se uglavnom
nalaze na plazmidima. Važnu ulogu u širenju te otpornosti imaju uređaji za pročišćavanje
otpadnih voda (UPOV) unutar kojih bakterije, pod pritiskom antibiotika i drugih zagađivala,
izmjenjuju gene za otpornost putem plazmida. U ovom istraživanju korištena je metoda
egzogene izolacije plazmida za analizu prijenosa ESBL gena iz bakterija pročišćenih otpadnih
voda iz sedam UPOV-a u bakteriju primatelj Escherichia coli CV601. Dobiveno je 18
pozitivnih transkonjuganata (E. coli CV601 s ESBL genom na plazmidu) iz pet analiziranih
UPOV-a. Većina transkonjuganata je ispoljavala višestruko otporan fenotip potvrđen
metodama disk difuzije i mikrodilucije. Primjenom metoda lančane reakcije polimeraze (PCR)
i agarozne gel elekroforeze, na svim plazmidima pozitivnih transkonjuganata potvrđena je
prisutnost ESBL gena blaCTX-M-1 i blaTEM, dok je na jednom plazmidu dodatno detektiran gen
blaGES. Osam plazmida je dodatno nosilo gen za karbapenemazu blaVIM ili blaNDM. Primjenom
PCR metode za određivanje replikona, u svim pozitivnim transkonjugantima potvrđena je
prisutnost jednog do tri plazmida koji su po tipu replikona većinom pripadali skupini
inkopatibilnosti IncL/M.

Sažetak (engleski)

Bacterial resistance to antibiotics poses a significant threat to human health due to limited
treatment options in the treatment of infectious diseases. Third-generation cephalosporins are
antibiotics used to treat many infections, but Gram-negative bacteria can successfully hydrolyze
them using extended-spectrum β-lactamases (ESBL), whose genes are usually found on
plasmids. Wastewater treatment plants (WWTPs) play an important role in the spread of this
resistance because bacteria there exchange resistance genes via plasmids under the pressure of
antibiotics and other contaminants. In this study, the exogenous plasmid isolation method was
used to analyze the transfer of ESBL genes from bacteria in treated wastewater from seven
WWTPs to the recipient bacterium, Escherichia coli CV601. Eighteen positive transconjugants
(E. coli CV601 with ESBL gene on plasmid) were obtained from five WWTPs studied. Most
of the transconjugants exhibited a multidrug-resistant phenotype, which was confirmed by disk
diffusion and microdilution methods. PCR and agarose gel electrophoresis confirmed the
presence of the ESBL genes blaCTX-M-1 and blaTEM on all plasmids of the positive
transconjugants, with the additional detection of the blaGES gene on one plasmid. Eight plasmids
also carried the carbapenemase genes blaVIM or blaNDM. Using the polymerase chain reactionbased replicon typing (PBRT) method, the presence of one to three plasmids belonging mainly
to the IncL/M incompatibility group was confirmed for all positive transconjugants.

• Ključne riječi: plazmidi; horizontalni prijenos gena; β-laktamaze proširenog spektra; otpadna voda; karbapenemaze; cefalosporini treće generacije
• Ključne riječi (engleski): plasmids; horizontal gene transfer; extended-spectrum β-lactamases; wastewater; carbapenemases; 3rd generation cephalosporins
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:701563
• Projekt: Šifra: IP-2019-04-5539; Naziv: Antibiotička rezistencija u uređajima za obradu otpadnih voda u Hrvatskoj: naglasak na ß-laktamaze proširenog spektra i karbapenemaze; Naziv: Antibiotic Resistance in Wastewater Treatment Plants in Croatia: Focus on Extended-Spectrum ß-Lactamases and Carbapenemases; Kratica: WasteCare; Voditelj: Nikolina Udiković Kolić; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: HRZZ; Linija financiranja: IP
• Studijski program: Naziv: Ekologija i zaštita prirode; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra ekologije i zaštite prirode (mag. oecol. et prot. nat.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-10-25 08:34:47