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

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.