Okrasné ryby jako vektory Aeromonas spp. nesoucí geny plazmidově kódované rezistence k chinolonům

Mgr. Hana Dobiášová

Advanced ('rigorózní') thesis

Ornamental fish as vectors of Aeromonas spp. carrying plasmidmediated quinolone resistance genes

Abstract:

Chov a dovoz okrasných ryb je spojen s nadměrnou spotřebou antibiotik vedoucí k rozvoji a rozšíření rezistence u bakterií vodního prostředí. Cílem této studie bylo zhodnotit význam importovaných tropických okrasných ryb a kaprů koi chovaných v České republice jako vektorů Aeromonas spp. s geny plazmidově kódované rezistence k chinolonům (PMQR) a mobilních genetických elementů nesoucích tyto geny rezistence. Izoláty Aeromonas spp. se sníženou citlivostí k fluorochinolonům [minimální inhibiční koncentrace (MIC) ciprofloxacinu ≥ 0,05 mg/l] byly testovány na přítomnost genů PMQR pomocí PCR a sekvenování. U izolátů Aeromonas spp. s geny PMQR byla stanovena epidemiologická příbuznost pulzní gelovou elektroforézou, schopnost tvorby biofilmu modifikovanou Christensenovou metodou, MIC různých chinolonů agarovou diluční metodou, profil fenotypové rezistence k různým skupinám antibiotik diskovou difúzní metodou, geny rezistence k antibiotikům pomocí PCR, profil integronů pomocí PCR a sekvenování. Plazmidy s geny PMQR byly testovány na schopnost horizontálního přenosu konjugací a transformací a jejich příbuznost byla hodnocena restrikční analýzou a hybridizací se značenými sondami. Celkem 18 izolátů (24 %, n=76) z importovaných okrasných ryb a 15 izolátů (19 %, n=80) Aeromonas spp. z kaprů koi z českých chovů neslo geny PMQR (qnrS2, aac(6‘)-Ib-cr a qnrB17). Izoláty s PMQR z importovaných okrasných ryb měly vyšší hodnoty MIC různých skupin chinolonů, byly multirezistentní, měly rozmanitější profily genů rezistence i integronů ve srovnání s izoláty z kaprů koi z českých chovů. U nepříbuzných izolátů z importovaných okrasných ryb a kaprů koi z českých chovů byly detekovány příbuzné IncU plazmidy s geny qnrS2 a aac(6‘)-Ib-cr. Okrasné ryby mohou představovat významný vektor multirezistentních bakterií i mobilních genetických elementů s geny PMQR.

Abstract:

Ornamental fish farming and importation are associated with extensive antibiotic use leading to development and dissemination of antibiotic resistance in bacteria in aquatic environment. The aim of the study was to assess the significance of imported tropical ornamental fish and koi carps bred in the Czech Republic as possible vectors of Aeromonas spp. carrying plasmid-mediated quinolone resistance (PMQR) genes and mobile genetic elements harbouring these resistance genes. Aeromonas spp. isolates with decreased susceptibility to fluoroquinolones [minimal inhibitory concentration (MIC) of ciprofloxacin ≥ 0.05 mg/L] were screened for PMQR genes using PCR and sequencing. PMQR-positive isolates were analysed for their epidemiological relatedness using pulsed-field gel electrophoresis, biofilm formation using modified Christensen’s method, MIC of various quinolones using agar dilution method, antibiotic resistance phenotype using disk diffusion method, antibiotic resistance genes using PCR and integrons using PCR and sequencing. Horizontal transfer of plasmids carrying PMQR genes was tested using conjugation and transformation. Relatedness of the plasmids was determined using restriction analysis and hybridization with labelled probes. A total of 18 Aeromonas spp. isolates (24%, n=76) from imported ornamental fish and 15 isolates (19%, n=80) from koi carps from Czech farms were positive for PMQR genes (qnrS2, aac(6‘)-Ib-cr and qnrB17). Isolates originating from imported ornamental fish showed higher MIC levels to all quinolones tested, were multiresistant and carried more diverse set of antibiotic resistance genes and integrons in comparison with isolates from koi carps bred in Czech farms. Non-related isolates from imported ornamental fish and koi carps from Czech farms carried related IncU plasmids with the genes qnrS2 and aac(6‘)-Ib-cr. Ornamental fish may represent an important vector of multiresistant bacteria and mobile genetic elements carrying PMQR genes.

Keywords

okrasné ryby, Aeromonas spp., chinolony, plazmidově kódovaná rezistence k chinolonům, plazmidy, ornamental fish, quinolones, plasmid-mediated quinolone resistance, plasmids

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 9. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 16. 1. 2015
• Reader: doc. RNDr. Ivo Sedláček, CSc., Mgr. Eva Krejčí, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Experimental Biology / Special Biology