Direnç Genleri ve Mutasyonlarının Moleküler Tespiti
Direncin moleküler tespiti, ilacın varlığında üremeye dayalı direnç çıkarımı yapmak yerine, antimikrobiyal direncin genetik belirleyicilerini doğrudan tanımlamaktadır. Bu yöntem, bilinen direnç genlerinin hedeflenmiş nükleik asit amplifikasyonunu, dirençle ilişkili nokta mutasyonlarının saptanmasını ve tüm rezistomu (resistome) inceleyen tüm genom dizilemesini içermektedir.
Tanım
Direncin moleküler tespiti, bir mikroorganizmadaki direnç genlerini, bunların hareketli genetik bağlamlarını veya dirençle ilişkili mutasyonları tanımlamak için nükleik asit amplifikasyonu, hibridizasyon veya dizileme yöntemlerinin kullanılmasıdır; bu sayede direncin genetik temeli doğrudan karakterize edilmektedir.
Kapsam
Bu madde, edinilmiş direnç genlerine ve kromozomal direnç mutasyonlarına yönelik hedeflenmiş moleküler testleri, bakım noktasında veya yakınında kullanılan entegre hızlı platformları ve derlenmiş direnç geni veri tabanları ile dizileme tabanlı karakterizasyonu kapsamaktadır. Ayrıca, genotipin fenotiple nasıl ilişkili olduğunu da incelemektedir. Bu, metodolojik bir referans materyalidir ve tedavi rehberliği sağlamamaktadır.
Temel sorular
- Bu organizma hangi direnç genlerini veya mutasyonlarını taşımaktadır?
- Hedeflenmiş testler, entegre hızlı platformlar ve tüm genom dizilemesi kapsam ve kullanım açısından nasıl farklılık göstermektedir?
- Saptanan bir genotip, direnç fenotipini ne kadar iyi öngörmektedir?
Anahtar kavramlar
- Edinilmiş direnç genleri ve rezistom (resistome)
- Dirençle ilişkili nokta mutasyonları (örn. rifampisin için rpoB)
- Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ve nükleik asit amplifikasyonu
- Entegre kartuş tabanlı hızlı platformlar
- Tüm genom dizilemesi ve direnç geni veri tabanları
- Hareketli genetik elementler (plazmidler, transpozonlar, integronlar)
- Genotip-fenotip tahmini ve uyumsuzluğu
Mekanizmalar
Hedeflenmiş moleküler testler, spesifik direnç genlerini veya mutasyonlarını amplifiye etmekte ve saptamaktadır. Nükleik asit amplifikasyonu, karbapenemaz veya metisilin direnci belirleyicileri gibi edinilmiş genleri veya Mycobacterium tuberculosis'te rifampisin direncine neden olan rpoB değişiklikleri gibi kromozomal mutasyonları tanımlayabilmektedir (boehme-2010). Entegre kartuş tabanlı platformlar, klinik örneklerden hızlı genotipik sonuçlar elde etmek için ekstraksiyon, amplifikasyon ve saptamayı birleştirmektedir. Tüm genom dizilemesi, direnç belirleyicilerinin tam setini incelemekte ve direnci tahmin etmek amacıyla edinilmiş direnç genlerinin derlenmiş veri tabanlarıyla eşleştirilmektedir (zankari-2012; ellington-2017). Birçok direnç geni plazmidler, transpozonlar ve integronlar gibi hareketli genetik elementler üzerinde bulunduğundan, moleküler yöntemler aynı zamanda bunların genetik bağlamını ve yayılma potansiyelini karakterize etmeye de yardımcı olmaktadır (partridge-2018; strahilevitz-2009). Genotipik saptama hızlı olmakla birlikte, gen varlığı, ekspresyonu ve ek mekanizmaların tümü katkıda bulunduğundan, fenotipi her zaman öngörememektedir (ellington-2017).
Klinik önem
Moleküler saptama, sürveyans, enfeksiyon kontrolü ve antimikrobiyal yönetim (stewardship) için direnç belirleyicilerinin hızlı tanınmasını desteklemekte ve salgınları ve bulaşmayı karakterize edebilmektedir. Bu madde, direncin nasıl saptandığı ve karakterize edildiği hakkında referans bilgi olarak bu yöntemleri açıklamaktadır; bireysel tanı veya reçeteleme önerileri sunmamaktadır.
Epidemiyoloji
Direnç genlerinin ve hareketli elementlerinin dizileme tabanlı sürveyansı, direncin ortaya çıkışını ve uluslararası yayılımını izlemede merkezi bir rol oynamaktadır; farklı ortamlardaki izolatları birbirine bağlayarak ve plazmid kaynaklı belirleyicilerin yayılımını ortaya koymaktadır (partridge-2018; strahilevitz-2009; ellington-2017).
Tarihçe
Direncin moleküler tespiti, 1990'lar ve 2000'lerde bireysel genlere yönelik PCR tabanlı testlerden entegre hızlı platformlara ve giderek artan bir şekilde tüm genom dizilemesine doğru gelişmiştir. Klinik uygulamadaki önemli bir dönüm noktası, Mycobacterium tuberculosis ve rifampisin direncinin eş zamanlı tespiti için geliştirilen otomatik kartuş testi olmuştur; bu test, hızlı genotipik direnç tespitini rutin uygulamaya taşımıştır (boehme-2010). Derlenmiş veri tabanları ise dizi verilerinden edinilmiş direnç genlerinin sistematik olarak tanımlanmasını sağlamıştır (zankari-2012).
Tartışmalar
- Dizileme, fenotipik duyarlılık testinin yerini alabilir mi?
- Tüm genom dizilemesi, bazı organizma-ilaç kombinasyonları için direnci öngörebilmekle birlikte, tümü için güvenilir bir şekilde öngörememektedir; çünkü gen varlığı ekspresyonu garanti etmemekte ve her mekanizma mevcut veri tabanları tarafından kapsanmamaktadır. Genotipin fenotipin yerini ne ölçüde alabileceği henüz çözüme kavuşmamıştır.
- Genotip-fenotip uyumsuzluğunun yorumlanması
- Saptanan direnç genleri bazen fenotipik olarak eksprese edilmemektedir ve dirençli fenotipler bazen bilinen bir genetik açıklamadan yoksundur; bu nedenle moleküler ve fenotipik sonuçları uzlaştırmak metodolojik bir zorluk olmaya devam etmektedir.
İlgili konular
Temel eserler
- boehme-2010
- zankari-2012
- ellington-2017
Sıkça sorulan sorular
- Direnç genini saptamak ile direnci ölçmek arasındaki fark nedir?
- Moleküler yöntemler, direncin genetik belirleyicisini doğrudan saptamaktadır; duyarlılık testi ise organizmanın ilacın varlığında gerçekten büyüyüp büyümediğini ölçmektedir. Bir gen eksprese edilmeden de mevcut olabileceğinden, bu iki sonuç birbiriyle çelişebilmektedir.
- Tüm genom dizilemesi, direnç tespitine ne katabilir?
- Dizileme, direnç genlerinin ve mutasyonlarının tüm setini aynı anda inceleyebilir ve bunların hareketli genetik bağlamını karakterize edebilir; sürveyans ve salgın araştırmalarını destekleyebilir, ancak fenotip tahmini her organizma-ilaç kombinasyonu için henüz güvenilir değildir.
- Moleküler tespitte hareketli genetik elementler neden önemlidir?
- Birçok direnç geni, bakteriler arasında hareket edebilen plazmidler, transpozonlar ve integronlar üzerinde taşınmaktadır; bu nedenle bu elementlerin saptanması ve karakterize edilmesi, direncin nasıl yayıldığını açıklamaya yardımcı olmaktadır.