Caracterização fenotípica e genotípica da resistência a antimicrobianos e análise da diversidade genética em amostras de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga e Escherichia coli isoladas de sítios extra-intestinais

Caracterização fenotípica e genotípica da resistência a antimicrobianos e análise da diversidade genética em amostras de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga e Escherichia coli isoladas de sítios extra-intestinais

Autor Cergole-Novella, Maria Cecilia Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Pignatari, Antonio Carlos Campos Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Resumo Phenotypic and genotypic characterization of resistance to antimicrobials and genetic diversity were analyzed in 32 Shiga Toxin-Producing Escherichia coli (STEC) strains isolated from human infections (n = 21) and cattle feces (n = 11), and 12 human extraintestinal E. coli strains, except one isolated from diarrhea. The E. coli strains were isolated in Sao Paulo State. Multiresistance (resistance to 3 antimicrobial groups) was observed in both STEC (21/32 – 65.6%) and ExPEC strains (8/12 - 66.7%). The STEC strains were resistant to tetracycline (100%) followed by streptomycin (78.1%) and trimethoprimsulfamethoxazole (56.2%). The eleven STEC strains resistant to ampicilin possessed -lactamase TEM (blaTEM) enzyme and all strains were susceptible to third-generation cephalosporins, and also to quinolones. On the other hand, E. coli strains associated with intestinal and extraintestinal infections were resistant to a larger number of antimicrobial groups than STEC. Resistance was observed to streptomycin (91.7%), tetracycline (75%) and trimethoprimsulfamethoxazole (66.7%). Resistance to ampicillin (58.3%) was also identified. Three E. coli strains were non-susceptible to third-generation cephalosporins, one isolated from diarrhea carried blaCTX-M-14 and blaTEM-1 whereas other, isolated from tracheal secretion, carried blaCTX-M-15 and blaOXA-1. Five of the 12 E. coli strains showed resistance to quinolones. Integrase associated with class 1 integron (intI1) was detected in six (28.6%) of the 21 human STEC strains belonging to O111 serogroup and in one (9.1%) bovine strain belonging to O118 serogroup. Eight of the 12 E. coli strains associated with intestinal and extraintestinal infections presented intI1 and belonged to various serotypes. The intI1-positive isolates carried plasmids showing a diversity of sizes, but similar plasmid profiles were observed in some strains. Southern blot hybridization assay with intI1-specific probe indicated that intl1 was located on plasmids in five out of the seven STEC strains and in six out of the eight E. coli strains. Analysis of integrons by PCR-RFLP revealed identical profiles in 4 STEC strains and in one extraintestinal E. coli strain. These integrons had a uniform size and contained a single gene cassette aadA1. The phylogenetic grouping showed that most of the STEC strains belonged to B1 group, while groups A, B2 and D (33.3%), respectively were observed among the other E. coli isolates. Four E. coli strains isolated from extraintestinal infection were classified as typical extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC). Among 44 E. coli strains studied, 54.5% presented the Spate protease autotransporter. The Vat vacuolating toxin was identified only in 3 of the 12 E. coli strains associated with intestinal and extraintestinal infections, and these strains presented type-1 fimbriae, cytotoxic nectrotizing factor, alpha-hemolysin and the IrgA homologue adhesin, Iha (100%, 8.3%, 8.3% e 25%, respectively). PFGE analysis of O111 and O118 STEC strains showed a diversity of profiles, but most of the strains were grouped in the same cluster (80% to 97% of similarity). On the other hand, PFGE analysis revealed that most E. coli strains associated with intestinal and extraintestinal infections were epidemiologically unrelated, and were not grouped in any cluster with significant similarity (80%), except 2 E. coli strains, isolated at the same day from the same patient, and that presented PFGE patterns with similarity of 93.3%. The plasmids of the E. coli strains associated with intestinal and extraintestinal infections carrying resistance and/or virulence genes, resulted in a low or neutral biological cost per generation, when inserted into laboratory E. coli strains. In conclusion, despite the acquisition of genes has shown a low interference in the ability of laboratory E. coli strains to grow and consequently to spread, the presence of integrons and other mobile genetic elements in both STEC and E. coli associated with extraintestinal infections is worrisome, mainly in relation to extraintestinal E. coli strains considering the probable acquisition of resistance to other antimicrobials, as recently reported to carbapenems.

O perfil de resistência a antimicrobianos e análise da diversidade genética foi analisado em 32 amostras de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga (STEC) isoladas de infecção humana (n = 21) e das fezes de bovinos saudáveis (n = 11) e em 12 amostras de E. coli de origem humana isoladas de sítios extraintestinais, exceto uma delas isolada de diarréia. As amostras foram isoladas no Estado de São Paulo. Multiresistência (resistência a 3 grupos de antimicrobianos) foi observada tanto nas amostras de STEC (21/32 - 65,6%) como nas demais E. coli estudadas (8/12 - 66.7%). As amostras de STEC foram resistentes à tetraciclina (100%), seguida à estreptomicina (78,1%) e trimetoprim-sulfametoxazol (56,2%). Onze amostras de STEC resistentes a ampicilina carreavam a enzima -lactamase TEM (blaTEM) e foram sensíveis a todas as cefalosporinas e quinolonas analisadas. As amostras de E. coli associadas a infecções intestinais e extraintestinais foram resistentes a um maior número de grupos de antimicrobianos. Foi observado resistência à estreptomicina (91,7%), tetraciclina (75%) e trimetoprim-sulfametoxazol (66,7%). Resistência à ampicilina (58,3%) foi também identificada. Três amostras de E. coli mostraram resistência a cefalosporinas de terceira geração, uma delas isolada de infecção intestinal carreava blaCTX-M-14 e blaTEM-1 e outra amostra isolada de secreção traqueal carreava blaCTX-M-15 e blaOXA-1. Cinco das 12 amostras de E. coli mostraram resistência à quinolonas. O gene da integrase associada ao integron classe 1 (intI1) foi encontrado em 6 (28,6%) das 21 amostras de STEC isoladas de humanos pertencentes ao sorogrupo O111 e em uma amostra isolada de bovino (9,1%) pertencente ao sorogrupo O118. Oito das 12 amostras de E. coli associadas a infecções intestinais e extraintestinais apresentaram intI1 e pertenciam a vários sorotipos. As amostras intI1 positivas carreavam plasmídeos com uma diversidade de tamanho, mas perfil plasmidial similar foi observado em algumas delas. O ensaio de hibridização indicou que intl1 estava localizado em plasmídeos em 5 das 7 amostras de STEC e em 6 das 8 demais amostras de E. coli. Análise dos integrons por PCR-RFLP revelou perfil idêntico em 4 amostras de STEC e em uma E. coli extraintestinal. Esses integrons tinham tamanho uniforme e continham o cassete gênico aadA1. O agrupamento filogenético mostrou que a maioria das amostras de STEC pertencia ao grupo B1, enquanto os grupos A, B2 e D foram observados entre as demais amostras de E. coli em 33,3%, respectivamente. Quatro amostras de E. coli isoladas de infecções extraintestinais foram denominadas como típicas E. coli patogênicas extraintestinais (ExPEC). Entre as 44 amostras de E. coli estudadas 54,5% apresentaram serino-proteases autotransportadoras (SPATE). A toxina vacuolizante Vat foi identificada somente em 3 das 12 E. coli associadas a infecções intestinais e extraintestinais, e essas amostras apresentaram fímbria tipo 1, fator necrosante citotóxico, Alfa hemolisina e a adesina de membrana externa, Iha (100%, 8,3%, 8,3% e 25%, respectivamente). A tipagem por PFGE das amostras de STEC O111 e O118 mostrou uma diversidade de perfis, mas a maioria das amostras foi agrupada em um mesmo grupo (80% a 97% de similaridade). Por outro lado, a tipagem molecular confirmou que a maioria das amostras de E. coli associadas a infecções intestinais e extraintestinais era epidemiologicamente não relacionada (similaridade genética 80%), exceto 2 amostras de E. coli isoladas do mesmo paciente, no mesmo dia, e que apresentaram padrões de PFGE com similaridade de 93,3%. Os plasmídeos das amostras de E. coli associadas a infecções intestinais e extraintestinais carreando genes de resistência e/ou virulência, acarretaram um custo biológico de pequeno a neutro por geração, quando inseridos às amostras laboratoriais de E. coli. Em conclusão, apesar da aquisição de genes ter interferido pouco na capacidade das amostras de E. coli laboratoriais em se multiplicarem e consequentemente se disseminarem, a presença de integrons e de outros elementos genéticos móveis tanto em amostras de STEC como entre as amostras de E. coli extraintestinais é preocupante, principalmente em relação as amostras de E. coli extraintestinais considerando a provável aquisição de resistência a outros antimicrobianos, como recentemente descrito aos carbapenens.
Palavra-chave Antimicrobianos
Diversidade genética
ExPEC
Virulência
Escherichia coli
Idioma Português
Data de publicação 2010-03-31
Publicado em NOVELLA, Maria Cecilia Cergole. Caracterização fenotípica e genotípica da resistência a antimicrobianos e análise da diversidade genética em amostras de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga e Escherichia coli isoladas de sítios extra-intestinais. 2010. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2010.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Direito de acesso Acesso restrito
Tipo Tese de doutorado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9184

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Nome: Publico-104.pdf
Tamanho: 1.461MB
Formato: PDF
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