The Effect of Shock Gentamicin Concentrations on the Formation of Resistance and Small Colony Variants in <i>Staphylococcus aureus</i>

Abstract

Гентамицин является одним из компонентов комбинированной терапии инфекционных эндокардитов, вызванных Staphylococcus aureus, включая метициллинорезистентные штаммы (methicillin-resistant S.aureus, MRSA). Цель исследования — анализ влияния десяти 6-часовых циклов воздействия высоких концентраций (16 мкг/мл) гентамицина in vitro на изменение фенотипа и генотипа аминогликозидочувствительных штаммов S.aureus, относящихся к четырём сиквенс-типам: ST5 (ATCC 29213), ST8, ST97 и ST22 (MRSA). Для всех штаммов, кроме ATCC 29213, после селекции отмечалось увеличение МПК гентамицина до 8–64 мкг/мл. Один штамм (SA0937) диссоциировал на три морфотипа, включая мелкоколониевый вариант (small colony variant, SCV). Вариант производного штамма SA0937 с колониями нормального размера характеризовался ассоциированной устойчивостью к даптомицину за счёт мутации P314L в MprF. Формирование устойчивости не сопровождалось изменением скорости роста, кроме морфотипа SCV. Для штамма ATCC 29213 после селекции отмечалось появление толерантности, проявляющейся в увеличении эффективного киллинга до 14 ч в 24-часовом time-killing эксперименте с концентрацией антибиотика 16 мкг/мл. У штамма ATCC 29213 выявлены мутации в пептидил т-РНК гидролазе (Pth). У трёх штаммов были обнаружены делеции в гене atpG, входящим в состав АТФ-синтазного комплекса. У остальных производных штаммов были выявлены делеции и мутации в генах метаболизма менахинона hepS, menA и трансляционном факторе элонгации G (fusA). Таким образом, использование гентамицина сопряжено с возможным быстрым формированием устойчивости и толерантности, не связанными с приобретением генов аминогликозид-модифицирующих ферментов. Выявление SCV ассоциировано с неблагоприятными клиническими исходами. При использовании комбинированной терапии необходимо учитывать, что существует возможность формирования устойчивости к даптомицину на фоне селекции гентамицином.