Diagnostiske og molekylære studier av ESBL-CARBA (karbapenemaser) hos Gram-negative bakterier

Prosjektansvarlige og kontaktpersoner: Ørjan Samuelsen og Arnfinn Sundsfjord.

Prosjekt medarbeidere: Nabil Karah (PhD student), Pardha Saradhi (PhD student), Bjørg Haldorsen (spesialbioingeniør), Bettina Aasnæs (overingeniør), Kristin Hegstad og Gunnar Skov Simonsen.

Samarbeidspartnere: Christian G. Giske, Karolinska Institutet, Stockholm, Sverige, Timothy Walsh og Mark A. Toleman, Cardiff University, UK. James Spencer, University of Bristol, UK, Hanna-Kirsti Schrøder Leiros, NORSTRUCT, Universitetet i Tromsø, og MabCent, Universitetet i Tromsø, Norske mikrobiologiske laboratorium.
 
ESBL-CARBA er ß-laktamaser som hydrolyserer karbapenemer som er den nyeste gruppen av ß-laktamer. De viktigste ESBL-CARBA enzymene er metallo-ß-laktamaser (MBL), Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) og OXA-karbapenemaser som nå er blitt oppdaget i forskjellige deler av verden. I noen regioner som sør-Europa, Asia, Sør-Amerika og øst-kysten av USA er dette blitt et stort problem. Spredning av disse enzymene hos Gram-negative bakterier har ført til terapeutiske problemer siden de kan hydrolysere nesten alle ß-laktam antibiotika. I tillegg er disse enzymene resistente mot tilgjengelige terapeutiske inhibitorer. Genene som koder for ESBL-CARBA enzymene sitter ofte på mobile genetiske elementer (plasmider/transposoner) og elementer som ofte innehar andre resistensgener (f.eks. resistensgener som koder for aminoglykosid resistens). Dette øker muligheten for økt spredning og er med på å redusere behandlingsmulighetene ytterligere. I Norge er disse ESBL-CARBA enzymer oppdaget i multi-resistente P. aeruginosa, K. pneumoniae, E. coli, og Acinetobacter baumannii isolater. Noen av disse isolatene er resistente mot alle tilgjengelige antibiotika. De fleste av disse isolatene er assosiert med import fra utlandet, men det er også oppdaget isolater i Norge hvor import er lite sannsynlig.
 
Våre hovedmål er å:
i) Være referanse laboratorium for påvisning og bekreftelse av ESBL-CARBA produksjon i Gram-negative bakterier.
ii) Evaluere og videreutvikle fenotypiske og genotypiske metoder for å påvisning av ESBL-CARBA-produserende bakterier.
iii) Utføre molekylær karakterisering og epidemiologiske studier på ESBL-CARBA isolater.
iv) Biokjemisk karakterisering og struktur bestemmelse av forskjellige overførbare MBL varianter.
v) Identifisere mulige inhibitorer mot MBL enzymer ved hjelp av bioprospektering av marine organismer samt virtuell ligand screening.

Utvalgte publikasjoner:
1. Samuelsen Ø, Toleman MA, Sundsfjord A, Rydberg J, Leegaard TM, Walder M, Lia A, Ranheim TE, Rajendra Y, Hermansen NO, Walsh TR, Giske CG. 2010. Molecular epidemiology of metallo-beta-lactamase producing Pseudomonas aeruginosa from Norway and Sweden show import of international clones and local clonal expansion. Antimicrob. Agents Chemother. 54(1):346-352.
2. Gantha SR, Perumal S, Pagadala SR, Samuelsen Ø, Spencer J, Pratt RF, and Buynak JD. 2009. Approaches to the simultaneous inactivation of metallo- and serine-beta-lactamases. Bioorg Med Chem Lett. 19(6):1618-1622.
3. Samuelsen Ø, Naseer U, Tofteland S, Skutlaberg DH, Onken A, Hjetland R, Sundsfjord A, Giske CG. 2009. Emergence of clonally related Klebsiella pneumoniae isolates of sequence type 258 producing plasmid-mediated KPC carbapenemase in Norway and Sweden. J. Antimicrob. Chemother. 63(4):654-658.
4. Samuelsen Ø, Buarø L, Toleman MA, Giske CG, Hermansen NO, Walsh TR, and Sundsfjord A. 2009 The First Metallo-Beta-Lactamase Identified in Norway is Associated with an tniC-class 1 Integron in a Pseudomonas aeruginosa Isolate of Sequence Type 233 Imported from Ghana. Antimicrob. Agents Chemother. 53(1):331-332.
5. Samuelsen Ø, Castanheira M, Walsh TR, Spencer J. 2008. Kinetic Characterization of VIM-7, A - Divergent Member of the VIM Metallo-Beta-Lactamase Family. Antimicrob. Agents. Chemother. 52(8):2905-2908. pdf
6. Samuelsen Ø, Buarø L, Giske CG, Simonsen GS, Aasnæs B, Sundsfjord A. 2008. Evaluation of phenotypic tests for the detection of metallo-beta-lactamase-producing Pseudomonas aeruginosa in a low prevalence country. JAC:61 (827-830). pdf
7. Walsh TR, Onken A, Haldorsen B, Toleman MA, Sundsfjord A. 2005. Characterization of a carbapenemase-producing clinical isolate of Bacteroides fragilis in Scandinavian: genetic analysis of a unique insertion sequence. Scand J Infect Dis 37:676-679.