Abstract

Background. β−lactamase production is the major mechanism of resistance of clinical P. aeruginosa strains to β−lactams. Class C β−lactamases are cephalosporinases whose expression is inducible by certain β−lactams, especially cefoxitin and imipenem. Extended−spectrum cephalosporins, such as ceftazidime and cefotaxime, and ureidopenicillins are very weak inducers of AmpC β−lactamases, but they serve as substrates of β−lactamases. Mutations occurring in the regulatory components of AmpC can lead to constitutive hyperexpression of chromosomal cephalosporinase with concomitant high−level antipseudomonal β−lactam resistance.
Objectives. The purpose of the study was to evaluate the induction and derepression of AmpC β−lactamases of P. aeruginosa strains.
Material and Methods. Sixty−six P. aeruginosa clinical isolates were evaluated for AmpC β−lactamase production using a variety of inducer−substrate antibiotic combinations in a disk approximation format and 3−aminophenylboronic acid (APB), a specific inhibitor of class C β−lactamases, in the disk potentiation test. The examined combinations included cefoxitin/ceftriaxon, cefoxitin/ceftazidime, imipenem/cefotaxime, imipenem/ceftazidime, and imipenem/piperacillin−tazobactam.
Results. 90.9% of the strains were shown to be inducible for the production of AmpC β−lactamases by different inducer/substrate combinations and 7.6% of all isolates were stably derepressed for the expression of AmpC. The combinations cefoxitin/ceftriaxon and imipenem/piperacillin−tazobactam provided the greatest sensitivity (94% and 90.9%, respectively). Detection of AmpC by the disk potentiation test was based on the enlargement of the growth−inhibitory zone diameter (by ≥ 5 mm) around a disk containing a ceftazidime or a cefotaxime disk in combination with APB.
Conclusion. The methods used will be the source of information concerning the mechanisms of P. aeruginosa resistance.

Streszczenie

Wprowadzenie. Głównym mechanizmem odpowiedzialnym za narastanie oporności na antybiotyki β−laktamowe wśród szczepów szpitalnych P. aeruginosa jest wytwarzanie β−laktamaz. Klasę C β−laktamaz stanowią cefalosporynazy, których ekspresja jest indukowana przez niektóre β−laktamy, głównie cefalotynę i imipenem. Cefalosporyny o szerokim spektrum, takie jak: ceftazydym i cefotaksym oraz ureidopenicyliny są słabymi induktorami β−laktamaz AmpC, stosuje się je natomiast jako substraty tych enzymów. Mutacje zachodzące w genach kontrolujących wytwarzanie β−laktamazy AmpC mogą prowadzić do trwałego odblokowania ich wydzielania, w wyniku czego dochodzi do wzrostu oporności szczepów na anty−Pseudomonas β−laktamy.
Cel pracy. Badano występowanie indukcji i derepresji β−laktamaz AmpC u szczepów P. aeruginosa.
Materiał i metody. Zbadano zdolność 66 klinicznych szczepów P. aeruginosa do wytwarzania β−laktamaz AmpC, stosując liczne połączenia induktor/substrat (cefoksytyna/ceftriakson, cefoksytyna/ceftazydym, imipenem/cefotaksym, imipenem/ceftazydym, imipenem/piperacylina−tazobaktam) oraz kwasu 3−aminofenyloborowego, jako specyficznego inhibitora tych enzymów.
Wyniki. U 90,9% testowanych szczepów P. aeruginosa stwierdzono indukcję β−laktamaz AmpC po zastosowaniu różnych kombinacji induktor/substrat, a u 7,6% izolatów całkowitą derepresję genu kodującego wytwarzanie AmpC. Antybiotyki cefoksytyna/ceftriakson i imipenem/piperacylina−tazobaktam charakteryzowały się największą aktywnością (odpowiednio 94 i 90,9%). Wykrycie enzymów AmpC za pomocą testu krążka z APB polegało na obserwacji powiększenia strefy zahamowania wzrostu (większej lub równej 5 mm) wokół krążka zawierającego ceftazydym lub cefotaksym w połączeniu z inhibitorem.
Wnioski. Użyte metody dostarczają informacji na temat mechanizmów oporności występujących u P. aeruginosa.