Estudo comparativo dos mecanismos de resistência aos β-lactâmicos em amostras clínicas de Pseudomonas aeruginosa isoladas de infecção de corrente sanguínea no Brasil e nos Estados Unidos da América

Estudo comparativo dos mecanismos de resistência aos β-lactâmicos em amostras clínicas de Pseudomonas aeruginosa isoladas de infecção de corrente sanguínea no Brasil e nos Estados Unidos da América

Título alternativo Comparative study of β-lactam mechanisms of resistance in Pseudomonas aeruginosa bloodstream clinical isolates collected from Brazil and United States of America
Autor Fehlberg, Lorena Cristina Corrêa Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Gales, Ana Cristina Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Pós-graduação Infectologia - São Paulo
Resumo The aim of this study was evaluate the mechanisms of β-lactams resistance in P. aeruginosa clinical isolates from two hospitals, located in Brazil and United States of America (USA). We have selected 145 P. aeruginosa isolated in blood cultures. Of those, 84 and 61 isolates were recovered from patients hospitalized in Hospital São Paulo – HSP (Brazil), and in Medical College of Virginia – MCV (USA), respectively. All strains were submitted to antimicrobial susceptibility testing by agar dilution. Investigation of carbapenemase activity of crude extracts was performed by UV spectrophotometric assays. Detection of ESBL- and MBL-encoding genes was conducted by PCR, followed by amplicon sequencing. The hyperexpression of efflux systems (ABM, CDJ, EFN and XY), AmpC chromosomal β-lactamase, as well as reduced OprD expression was evaluated by quantitative real time PCR (qRT-PCR), compared to that of PA01 reference strain. Isolates from HSP showed decreased susceptibility rates for most antimicrobials tested compared to those of MCV isolates, except for ciprofloxacin. Carbapenemhydrolysis was detected in seven P. aeruginosa from HSP, in which we have identified the MBL- encoding genes blaIMP-1 (n=1), blaIMP-16 (n=1) and blaSPM-1 (n=5). In addition, the production of GES-5 was observed in a single isolate from this hospital. In contrast, neither MBL- nor ESBL-encoding genes were observed in isolates from MCV. Efflux hyperexpression was more frequently observed in P. aeruginosa clinical isolates from HSP (71.4%) than from MCV (52.4%). The efflux systems XY (41.6%) and ABM (24.6%) were more frequently hyperexpressed in isolates from HSP and MCV, respectively. The simultaneous expression of different resistance determinants in one isolate was also evaluated. This association was more frequent among HSP isolates. Reduced OprD expression was similar among isolates from HSP and MCV, 91.6% and 91.8%, respectively. The hyperexpression of AmpC was 30.9% among HSP isolates and 5.0% among MCV isolates. The efflux hyperexpression and/or porin loss might increase β-lactam MICs, although not as effectively as do β-lactamases associated with other resistant determinants. This finding suggests that such mechanisms may favor P. aeruginosa survival under selective pressure, increasing its possibility to acquire other β-lactam resistance determinants in the hospital environment, contributing to the emergence of strains highly resistant to this class of antimicrobials.

O objetivo principal desse estudo foi avaliar os mecanismos de resistência aos agentes β-lactâmicos em isolados clínicos de P. aeruginosa procedentes de dois hospitais, localizados no Brasil e nos Estados Unidos da América (EUA). Foram avaliadas 145 amostras bacterianas de P. aeruginosa recuperadas de hemoculturas, sendo 84 isolados obtidos no período de janeiro de 2000 a maio de 2002 do Hospital São Paulo - HSP (Brasil) e 61 isolados obtidos no período de janeiro de 1996 a dezembro de 2003 do Medical College of Virginia - MCV (EUA). Todas as amostras bacterianas foram submetidas ao teste de sensibilidade aos antimicrobianos, avaliado pela técnica de diluição em ágar. A atividade enzimática das carbapenemases foi avaliada pelo método de hidrólise com inibição pelo EDTA. A pesquisa de genes que codificam ESBL e carbapenemases foi realizada pela técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR), seguido por sequencimento. A transcrição dos genes mexB, mexD, mexF e mexY, que codificam os sistemas de efluxo ABM, CDJ, EFN, XY, respectivamente, da β-lactamase cromossomal ampC e da porina oprD foi avaliada pela técnica de PCR quantitativo em tempo real (qRTPCR), sendo os resultados da transcrição comparados com a cepa referência PA01. Nossos resultados demonstraram que os isolados procedentes do HSP apresentaram taxas de sensibilidade inferiores aos antimicrobianos testados comparado àquelas apresentadas pelos isolados do MCV, exceto para a ciprofloxacina. Sete isolados clínicos de P. aeruginosa do HSP apresentaram atividade carbapenemase, sendo amplificado os genes blaIMP-1 (n=1), blaIMP-16 (n=1) e blaSPM-1 (n=5). Adicionalmente, foi identificada a produção de GES-5 por uma amostra do HSP. Nenhum isolado proveniente do MCV apresentou atividade carbapenemase pela técnica espectrofotométrica ou qualquer amplificação dos genes codificadores de ESBL ou carbapenemases pesquisados. O aumento da transcrição dos genes que codificam os sistemas de efluxo avaliados foi mais frequente entre os isolados clínicos de P. aeruginosa procedentes do HSP (71,4%), em comparação com os isolados do MCV (52,4%). Os sistemas XY (41,6%) e ABM (24,6%) foram os mais frequentes entre os isolados do HSP e do MCV, respectivamente. Adicionalmente, foi avaliada a transcrição dos diferentes genes que codificam esses sistemas simultaneamente com a expressão de outros mecanismos de resistência. Entre os isolados do HSP, a associação desses diferentes determinantes de resistência foi maior que entre os isolados do MCV. A redução da transcrição de oprD foi semelhante entre os dois grupos amostrais, sendo observada em 91,6% e 91,8% dos isolados do HSP e do MCV, respectivamente. O aumento da transcrição de ampC foi observado em 30,9% e 5,0% dos isolados do HSP e MCV. O aumento da transcrição dos genes que codificam os sistemas de efluxo e/ou a redução da transcrição de oprD parecem aumentar as CIMs dos β-lactâmicos, embora a associação destes mecanismos com a produção de β-lactamases seja mais significante para o aumento da CIM. Isso pode sugerir que tais mecanismos podem favorecer a sobrevivência da P. aeruginosa sob pressão seletiva, aumentando, assim, a chance de adquirir outros determinantes de resistência aos agentes β-lactâmicos no ambiente hospitalar, e contribuindo para o surgimento de cepas altamente resistentes a esta classe de antimicrobianos.
Palavra-chave beta-lactamases
Sistemas de efluxo
Resistência bacteriana
Pseudomonas aeruginosa
Infecção de corrente sanguínea
Idioma Português
Financiador Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Número do financiamento FAPESP: 06/55937-3
Data de publicação 2010-03-31
Publicado em FEHLBERG, Lorena Cristina Corrêa. Estudo comparativo dos mecanismos de resistência aos β-lactâmicos em amostras clínicas de Pseudomonas aeruginosa isoladas de infecção de corrente sanguínea no Brasil e nos Estados Unidos da América. 2010. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2010.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 143 p.
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Dissertação de mestrado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9508

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Nome: Publico-044.pdf
Tamanho: 739.7KB
Formato: PDF
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