Studio delle caratteristiche di resistenza e virulenza in ceppi clinici multiresistenti di Klebsiella pneumoniae.

Abstract

L'emergere e il diffondersi di ceppi multifarmaco-resistenti (MDR) è un problema urgente da risolvere per il significativo impatto sulla Sanità Pubblica, a causa delle sue implicazioni sia dal punto di vista clinico che economico. La caratteristica della resistenza a numerosi antibiotici in Klebsiella pneumoniae è strettamente correlata ai geni di resistenza multipla agli antibiotici (ARG) acquisiti da questi organismi nel contesto di un uso improprio di antibiotici. Un'ulteriore minaccia è rappresentata dall'acquisizione di determinanti di virulenza o dalla modulazione del comportamento virulento in base al fenotipo di resistenza, condizione che potrebbe peggiorare l'evoluzione clinica delle infezioni da K. pneumoniae. Lo scopo di questa tesi è stato quindi quello di indagare le potenziali associazioni tra i meccanismi di resistenza alla colistina (COL) e alla tigeciclina (TIG) e la virulenza in isolati di K. pneumoniae di origine clinica, eseguendo saggi siero-battericidi, di mucoviscosità e di produzione di biofilm. I risultati hanno mostrato che le alterazioni dei geni housekeeping, come ramA e mgrB, tradizionalmente associati alla resistenza agli antibiotici, possono avere un impatto sulla virulenza di K. pneumoniae, determinando una diminuzione della sopravvivenza nei sieri umani e un'alterata produzione di polisaccaridi capsulari e di biofilm.

I risultati attuali sottolineano come l'aumento della resistenza antimicrobica potrebbe essere associato a una diminuzione della virulenza, almeno per alcuni agenti come TIG e COL, e potrebbe modellare le interazioni ospite-microbo. Ulteriori esplorazioni dei meccanismi di virulenza e resistenza ai farmaci in K. pneumoniae sono urgentemente necessarie per prevenire e controllare la loro diffusione nel sistema sanitario e per sviluppare approcci terapeutici alternativi.

The emergence and spread of multidrug resistant (MDR) strains is an urgent problem to be solved because of the significant impact on Public Health, due to its implications both from a clinical and economical point of view. The characteristic of multidrug resistance in Klebsiella pneumoniae is closely related to the multiple antibiotic resistance genes (ARGs) acquired by these organisms in the context of improper antibiotic use. An additional threat is represented by the acquisition of virulence determinants, or by modulation of the virulence behavior according to the resistance phenotype, a condition that could worsen the clinical evolution of K. pneumoniae infections. The aim of this thesis was therefore to investigate the potential associations between colistin (COL) and tigecycline (TIG) resistance mechanisms and virulence in K. pneumoniae isolates of clinical origin, by performing serum bactericidal, mucoviscosity and biofilm production assays. Results showed that alterations affecting housekeeping genes, such as ramA and mgrB, traditionally associated with antibiotic resistance, can have an impact on virulence in K. pneumoniae, resulting in a decreased survival in human sera and in an altered production of both capsular polysaccharide and biofilm. Present findings underscore how gain of antimicrobial resistance could be associated with a decreased virulence, at least for some agents like TIG and COL, and could shape the host-microbe interactions. Further exploration of mechanisms of virulence and drug resistance in K. pneumoniae are urgently needed to prevent and control their spread in the health-care system and to develop alternative therapeutic approaches.