Since the mid-20th century, the use of antibiotics has completely revolutionized the treatment of infectious diseases and has led to the evolution of modern medicine. However, in recent years, there has been a spreading phenomenon of antibiotic resistance. Among the new mechanisms that have developed in recent years, the production of New Delhi Metallo-Beta-Lactamase-1 (NDM), an enzyme from the metallo-beta-lactamase (MBL) group capable of hydrolyzing carbapenems in the presence of zinc ions, has emerged. The first identifications of this enzyme date back to 2008 in two Enterobacterales species. Subsequently, sporadic isolations have been found worldwide, with a higher prevalence in India, the Middle East, and the Balkans. The resistance mechanism has been identified in more than 60 bacterial species and is predominant in Enterobacterales groups. CPE-NDM (Carbapenemase-Producing Enterobacterales with NDM) are currently under clinical attention due to their rapid global spread, broad-spectrum resistance, and the fact that some isolates are pan-resistant. For this study, a retrospective epidemiological investigation was conducted at the S.C. Microbiology and Virology Unit of the University Hospital “Città della Salute e della Scienza di Torino” to analyze NDM-producing microorganisms during the year 2023. Bacteria from the Enterobacterales family, specifically Klebsiella pneumoniae, were considered. The main objective of the study was to apply and evaluate Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) as a tool for epidemiological investigation aimed at determining the presence of possible epidemic clusters of CPE-NDM in the departments examined. Our investigation revealed, in line with data from other European countries, a high incidence of K. pneumoniae producing NDM in high-intensity care departments. FT-IR has proven to be an excellent tool for carrying out epidemiological investigations aimed at analyzing positive NDM strains. This method was extremely rapid, allowing us to acquire 1050 spectra in a short time, and was also economical, sensitive, and specific. The IR Biotyper is an excellent method that could serve as a first step toward understanding and countering the spread of antimicrobial resistance in hospitals.
A partire dalla metà del 1900, l’utilizzo degli antibiotici ha completamente rivoluzionato il trattamento delle malattie infettive portando all’evoluzione della medicina moderna. Tuttavia, negli ultimi anni si sta diffondendo in modo vertiginoso il fenomeno dell’antibiotico-resistenza. Tra i nuovi meccanismi sviluppatisi negli ultimi anni emerge la produzione della New Delhi Metallo Beta-lattamasi-1 (NDM), un enzima del gruppo delle metallo-beta-lattamasi (MBL) in grado di idrolizzare i carbapenemi in presenza di ioni zinco. I primi riscontri di questo enzima risalgono al 2008 a New Delhi, successivamente isolamenti sporadici si sono ritrovati in tutto il mondo, con maggior prevalenza in India, nel Medio Oriente e nei Balcani. Il meccanismo di resistenza è stato individuato in più di 60 specie batteriche ed è predominante nei gruppi delle Enterobacterales. Le CPE-NDM sono attualmente oggetto di crescente attenzione e preoccupazione a causa della loro rapida diffusione, della resistenza ad ampio spettro e al fatto che alcuni isolati risultano addirittura pan-resistenti. Per questo studio, è stata condotta un’indagine epidemiologica retrospettiva presso la S.C. Microbiologia e Virologia U dell’Azienda Ospedaliera Universitaria “Città della Salute e della Scienza di Torino”, volta ad analizzare i microorganismi NDM durante l’anno 2023. Sono stati presi in considerazione ceppi batterici appartenenti alla famiglia delle Enterobacterales, nello specifico Klebsiella pneumoniae. L’obiettivo principale dello studio è stato applicare e valutare la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR) come strumento di indagine epidemiologica volta a determinare la presenza di possibili cluster epidemici di CPE-NDM nei reparti considerati. Dalla nostra indagine è emersa, in linea con i dati di altri paesi europei, un’elevata incidenza di K. pneumoniae produttrici di NDM nei reparti ad elevata intensità di cura. Inoltre, l’FT-IR si è rivelato uno strumento ottimo dal punto di vista tecnico per lo svolgimento di indagini epidemiologiche volte ad analizzare ceppi NDM positivi. Questa metodica è risultata estremamente rapida, permettendoci di acquisire 1050 spettri in breve tempi, economica, sensibile e specifica. IR Biotyper è sicuramente una metodica d’avanguardia che può costituire un primo passo per la comprensione ed il contrasto della diffusione del fenomeno dell’antimicrobico resistenza a livello ospedaliero.
Utilizzo della spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR) nello studio di possibili cluster di Enterobacterales produttrici di carbapenemasi NDM
LANNI, ALESSANDRA
2023/2024
Abstract
A partire dalla metà del 1900, l’utilizzo degli antibiotici ha completamente rivoluzionato il trattamento delle malattie infettive portando all’evoluzione della medicina moderna. Tuttavia, negli ultimi anni si sta diffondendo in modo vertiginoso il fenomeno dell’antibiotico-resistenza. Tra i nuovi meccanismi sviluppatisi negli ultimi anni emerge la produzione della New Delhi Metallo Beta-lattamasi-1 (NDM), un enzima del gruppo delle metallo-beta-lattamasi (MBL) in grado di idrolizzare i carbapenemi in presenza di ioni zinco. I primi riscontri di questo enzima risalgono al 2008 a New Delhi, successivamente isolamenti sporadici si sono ritrovati in tutto il mondo, con maggior prevalenza in India, nel Medio Oriente e nei Balcani. Il meccanismo di resistenza è stato individuato in più di 60 specie batteriche ed è predominante nei gruppi delle Enterobacterales. Le CPE-NDM sono attualmente oggetto di crescente attenzione e preoccupazione a causa della loro rapida diffusione, della resistenza ad ampio spettro e al fatto che alcuni isolati risultano addirittura pan-resistenti. Per questo studio, è stata condotta un’indagine epidemiologica retrospettiva presso la S.C. Microbiologia e Virologia U dell’Azienda Ospedaliera Universitaria “Città della Salute e della Scienza di Torino”, volta ad analizzare i microorganismi NDM durante l’anno 2023. Sono stati presi in considerazione ceppi batterici appartenenti alla famiglia delle Enterobacterales, nello specifico Klebsiella pneumoniae. L’obiettivo principale dello studio è stato applicare e valutare la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR) come strumento di indagine epidemiologica volta a determinare la presenza di possibili cluster epidemici di CPE-NDM nei reparti considerati. Dalla nostra indagine è emersa, in linea con i dati di altri paesi europei, un’elevata incidenza di K. pneumoniae produttrici di NDM nei reparti ad elevata intensità di cura. Inoltre, l’FT-IR si è rivelato uno strumento ottimo dal punto di vista tecnico per lo svolgimento di indagini epidemiologiche volte ad analizzare ceppi NDM positivi. Questa metodica è risultata estremamente rapida, permettendoci di acquisire 1050 spettri in breve tempi, economica, sensibile e specifica. IR Biotyper è sicuramente una metodica d’avanguardia che può costituire un primo passo per la comprensione ed il contrasto della diffusione del fenomeno dell’antimicrobico resistenza a livello ospedaliero.| File | Dimensione | Formato | |
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Descrizione: Tesi di laurea Alessandra Lanni
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