Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen of major global health concern, due to its increasing multidrug resistance (MDR). One of the principal mechanism contributing to its MDR phenotype is the overexpression of efflux pump systems, particularly the MexAB-OprM complex. This study aimed to assess the prevalence, antibiotic susceptibility patterns, and phenotypic and genotypic profiles of efflux pump-mediated resistance in P. aeruginosa clinical isolates. A total of one hundred clinical specimens were collected from patients admitted to Al-Khidmat Hospital, Peshawar. Antibiotic susceptibility was performed against ten antibiotics using the Kirby–Bauer disc diffusion method. Efflux pump activity was assessed using the ethidium bromide-agar cartwheel method, while the presence of the mexA and mexB genes was detected by polymerase chain reaction (PCR). Forty percent of clinical specimens yielded bacterial growth, with P. aeruginosa isolates more prevalent in males (54%). High resistance rates were observed against ceftazidime (82%), ciprofloxacin (70%), cefepime (61%), and levofloxacin (66%), whereas higher susceptibility was recorded for imipenem (76%), amikacin (73%), gentamicin (70%), and colistin (100%). Among the isolates, 62.5% were classified as MDR, of which 68% demonstrated phenotypic efflux pump activity. Genotypic analysis revealed that 71% and 82% of MDR isolates harbored the mexA and mexB genes, respectively. These findings indicate a strong association between efflux pump overexpression and the MDR phenotype in P. aeruginosa. The high prevalence of mexA and mexB genes supports the major contribution of the MexAB-OprM efflux system to antimicrobial resistance in these clinical isolates. This study underscores the importance of routine molecular surveillance and suggests that efflux pump inhibitors (EPIs), in combination with conventional antibiotics, may represent a promising therapeutic strategy. Furthermore, these findings emphasize the need for strengthened antibiotic stewardship and targeted resistance monitoring to effectively manage MDR P. aeruginosa infections.
Pseudomonas aeruginosa — условно-патогенный микроорганизм, представляющий существенную мировую угрозу для здоровья, главным образом из-за растущей мультирезистентности к антибиотикам. Одним из основных механизмов, способствующих развитию фенотипа множественной лекарственной устойчивости (МЛУ), является гиперэкспрессия систем эффлюксных насосов, в частности комплекса mexAB-OprM. Целью данного исследования была оценка распространенности, чувствительности к антибиотикам, а также определение фенотипических и генотипических профилей резистентности, опосредованных эффлюксными насосами, в клинических изолятах P. aeruginosa. На чувствительность к 10 антибиотикам с применением метода Кирби–Бауэра было изучены 100 клинических образцов из больницы Аль-Хидмат. Активность эффлюксных насосов оценивали методом метод «колеса тележки» на агаре с бромидом этидия (EtBr). Генотипическое определение генов mexA и mexB проводили методом ПЦР. В 40% клинических образцов наблюдался рост бактерий, при этом изоляты P. aeruginosa чаще встречались у мужчин (54%). Высокий уровень резистентности наблюдался к нескольким распространенным антибиотикам, в частности к цефалоспоринам, фторхинолонам, цефтазидиму (82%), ципрофлоксацину (70%), цефепиму (61%) и левофлоксацину (66%). В отличие от этого, имипенем (76%), амикацин (73%) и гентамицин (70%), а также колистин (100%) продемонстрировали сравнительно более высокую чувствительность. Среди изолятов 62,5% были классифицированы как мультирезистентные штаммы (MDR). Примечательно, что 68% MDR-изолятов проявляли фенотипическую активность эффлюксных насосов. Генотипический анализ подтвердил широкую представленность генов эффлюксных насосов: 71 и 82% MDR-изолятов были положительными на наличие генов mexA и mexB соответственно. Гиперэкспрессия эффлюксных насосов, особенно MexA и MexB, является главным фактором развития множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) у P. aeruginosa. Выраженная представленность этих генов служит убедительным генетическим доказательством того, что система эффлюкса mexAB-OprM является доминирующим механизмом резистентности. Полученные результаты подчеркивают необходимость рутинного молекулярного мониторинга активности эффлюксных насосов в клинической диагностике и указывают на терапевтический потенциал ингибиторов эффлюксных насосов (ИЭН). Комбинирование антибиотиков без устойчивости, таких как ципрофлоксацин или цефтазидим, с ИЭН может восстановить их эффективность и расширить возможности лечения инфекций с МЛУ. В целом результаты подчеркивают важность рационального использования антибиотиков, целенаправленного мониторинга резистентности и разработки комбинаций ИЭН-антибиотиков в качестве перспективных стратегий борьбы с резистентными P. aeruginosa.