Charakterizace a antimikrobiální testování rodu Sarcina

Bc. MUDr. Barbora Drnková

Master's thesis

Characterization and antimicrobial testing of the genus Sarcina

Abstract:

Bakterie rodu Sarcina se přirozeně vyskytují v půdě, blátě a obilných zrnech. Jejich nález je taktéž spojován s různými patologiemi trávicího traktu lidí i zvířat, zejména se stavy souvisejícími se zpomaleným vyprazdňováním žaludku a výskytem žaludečních vředů. U zvířat jsou spojovány s nadýmáním a krvácením ze slezu ovcí, koz a telat, popsány byly i případy nadýmání u koček a koní. Popsané stavy byly, jak je zdokumentováno ve vědecké literatuře, často léčeny antibiotiky, ta byla však nasazována pouze empiricky. Oba doposud popsané druhy Sarcina ventriculi a Sarcina maxima (nyní překlasifikovány do rodu Clostridium jako Clostridium ventriculi a Clostridium maximum) jsou kultivačně velmi náročné organismy s omezenou životaschopností in vitro. I to může být příčinou absence výsledků testování citlivosti těchto mikroorganismů k antimikrobním látkám. Cílem práce bylo orientačně zjistit citlivost sarcin na doporučovaná antibiotika a určit tak efektivní antimikrobiální látky pro jejich redukci. Předpokladem bylo, že izoláty pocházející z různých hostitelů budou genotypově a fenotypově variabilní a jejich citlivost k antibiotikům bude různá. Pro screeningový test citlivosti jsme zvolili difuzní diskovou metodu, které předcházela kultivace vybraných vzorků, izolace čistých kultur a jejich identifikace. První ověření, zda se jedná o sarciny, bylo provedeno mikroskopicky s použitím fázového kontrastu. Finální potvrzení identity bylo provedeno metodou sekvenování genu 16S rRNA. Použitá antibiotika jsme vybrali na základě doporučení EUCAST pro anaerobní grampozitivní mikroorganismy. Testováno bylo celkem 9 antibiotik z 5 skupin. Pro tuto metodu jsme určili 10 bakteriálních kmenů pocházejících z různých živočišných druhů a z půdy. Dva z nich byly identifikovány jako S. maxima, zbylé jako S. ventriculi. U vzorků pocházejících ze zažívacího traktu opic a dále u vzorku nosorožce ze zoo byla zachycena rezistence k antibiotiku ze skupiny karbapenemů. Naopak vzorky pocházející od opic byly jako jediné citlivé k vankomycinu.Z našeho testování vyplývá, že ne všechna antibiotika doporučovaná pro léčbu infekcí způsobených grampozitivními anaeroby jsou vhodná i k eradikaci bakterií rodu Sarcina.

Abstract:

Sarcina is a genus of bacteria, which naturally occures in soil, mud and grain. Their presence is connected with different kinds of gastrointestinal pathologies in humans and animals, such as gastric ulcers and stomach evacuation slowdown. There are cases of flatulence and gizzard bleeding known in animals like goats, sheeps and calfs and few cases of flatulence in cats and horses are known as well. As described in scientific literature, those cases were often treated by empiric antibiotic treatment. So far both of described species Sarcina ventriculi and Sarcina maxima (nowadays reclassified into Clostridium genus as Clostridium ventriculi and Clostridium maximum) are very difficult to cultivate due to its limited viability in vitro, which could be the reason why there is almost no result of antimicrobial sensitiviy testing.The main goal of this labour was to find out the relative efficacy of different widely recommended antibiotics against Sarcina species and choose the best for their reduction. The hypothesis was that all samples came from different hosts, so there was genotype and fenotype variabillity across the samples and so their antimicrobial sensitivity as well. Diffusion disk method was chosen as screening sensitivity test, which was preceded by cultivation of chosen samples, isolation of pure cultures and their identification. The first check to prove whether there are Sarcines or not was executed microscopically by phase contrast. The final identification was made by gene sequencing method of 16S rRNA. All antibiotics used were chosen upon EUCAST recommendation for anaerobic gram positive microorganisms. 9 antibiotics from 5 classes were tested in total. We have chosen 10 bacteria strains from different animal species and soil for this method. Two of them were identified as Sarcina maxima, the rest of them were identified as Sarcina ventriculi. Resistence against karbapenem antibiotic group was discovered in the samples from gastrointestinal tract of monkeys and rhinoceroses, which were obtained in zoo. On the o\ther hand, the monkey samples were the only ones sensitive to vankomycin.The result is, not all of the antibiotics recommended for gram positive anaerobic infection treatment are suitable for Sarcina genus bacteria eradication.

Keywords

izolace, trávicí trakt, antibiotika, citlivost, sarcina

Keywords

sarcina, isolation, gastrointestinal tract, antibiotics, sensitivity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Věra Neužil Bunešová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Animal Science