Descripción de tipos de carbapenemasas expresadas en Klebsiella sp. y Pseudomonas aeruginosa en hospitales de tercer nivel de la ciudad de Bogotá, estudio descriptivo. Parte 3: Comportamiento microbiológico y los mecanismos genéticos en aislamientos de Pseudomonas aeruginosa portadores del gen blaKPC en hospitales de tercer nivel de Bogotá

Abstract

Introduction: Pseudomonas aeruginosa is a Gram-negative rod and an opportunistic pathogen that causes infections in hospitalized patients, some of them with an special issue to treat due to their ability to become resistant to almost all the families of antibiotics available. One of its main mechanisms of resistance to carbapenems is the acquisition and production of carbapenemases, enzymes capable of hydrolyzing most β-lactam antibiotics. KPC enzyme, class A carbapenemase most frequently found in Enterobacteriaceae and widely distributed in Klebsiella pneumoniae. However, in Colombia, P. aeruginosa isolates were detected for the first time with this enzyme and since then, it has spread throughout the country. The objective of this study was to determine the genetic diversity of P. aeruginosa isolates that cause infection in patients treated in tertiary level hospitals in Bogotá, Colombia.

Methodology: A descriptive observational cross-sectional study was carried out in adult patients treated at four third-level institutions in the city of Bogotá. The genetic relationship was determined by PFGE and complete genome sequencing of two isolates was established by PacBio.

Results: During the study period, 23 isolates of P. aeruginosa resistant to carbapenems and carriers of blaKPC gene were identified. Of these, 19 (83%) had blaKPC-2 variant; and 2 blaKPC-3; blaVIM gene was detected in 3 (12%). 100% of isolates were multiresistant. PFGE analysis revealed 12 pulsotypes distributed in 8 different clones. Clone 1 was the most frequent and identified in the 4 institutions, suggesting a wide spread. Two sequenced isolates belonged to ST111 and ST235 (pandemic clones) and showed two new platforms for mobilization of blaKPC gene related to Tn3 transposon and ISPae38 insertion sequence. For the first time, the mobilization and acquisition of blaKPC-3 gene is detected in P. aeruginosa worldwide.

Conclusion: Pseudomonas aeruginosa has acquired, maintained and assimilated carbapenemase KPC. The behavior of the enzyme activity in this pathogen, as its clinical implications and activity to new anti-infective agents are unknown, constituting a new challenge due to the impact on molecular diagnosis of resistance and for the clinician, due to its results in manifestations, prognosis and treatment.

Key words: Pseudomonas aeruginosa, blaKPC-3, Carbapenems, Resistance, genetic variability, Colombia

Introducción: Pseudomonas aeruginosa es una bacteria Gram-negativa y un patógeno oportunista que causa infecciones en pacientes hospitalizados, algunas de ellas de muy difícil tratamiento por su capacidad de volverse resistente a casi todas las familias de antibióticos disponibles. Uno de los principales mecanismos de resistencia a carbapenémicos en Pseudomonas aeruginosa es la adquisición y producción de carbapenemasas, enzimas capaces de hidrolizar la mayoría de antibióticos β-lactámicos. La enzima KPC es la carbapenemasa de clase A más frecuentemente hallada en Enterobacterias y ampliamente distribuida en Klebsiella pneumoniae. Sin embargo, en Colombia, se detectó por primera vez aislamientos de Pseudomonas aeruginosa con esta enzima y desde entonces se han diseminado por todo el país. El objetivo de este estudio fue determinar la diversidad genética de aislamientos de P. aeruginosa causantes de infección en pacientes atendidos en hospitales de tercer nivel de Bogotá, Colombia.

Metodología: Se realizó un estudio observacional descriptivo de tipo corte transversal en pacientes adultos atendidos en cuatro instituciones de tercer nivel en la ciudad de Bogotá. La relación genética fue determinada por PFGE y el genoma completo de dos aislamientos fue establecido por medio de PacBio.

Resultados: Durante el periodo de estudio, 23 aislamientos de P. aeruginosa resistentes a carbapenémicos y portadores del gen blaKPC fueron identificados. De estos, 19 (83%) tenían la variante blaKPC-2; y 2 blaKPC-3; en 3 (12%) fue detectado el gen blaVIM. El 100% de los aislamientos fueron multirresistentes. El análisis PFGE reveló 12 pulsotipos distribuidos en 8 clones diferentes. El clon 1 fue el más frecuente e identificado en las 4 instituciones, sugiriendo una amplia diseminación. Los dos aislamientos secuenciados pertenecieron a los ST111 y ST235 (clones pandémicos) y mostraron dos nuevas plataformas de movilización del gen blaKPC relacionadas con el transposón Tn3 y la secuencia de inserción ISPae38. Por primera vez se detecta la movilización y adquisición del gen blaKPC-3 en P. aeruginosa a nivel mundial.

Conclusión: Pseudomonas aeruginosa ha adquirido, mantenido y asimilado la carbapenemasa KPC. Se desconoce el comportamiento de la actividad de la enzima en este patógeno, así como sus implicaciones clínicas y actividad a nuevos agentes anti-infecciosos, constituyendo un nuevo desafío por el impacto en diagnóstico molecular de resistencia y para clínico por su resultado en manifestaciones, pronóstico y tratamiento.

Palabras clave: Pseudomonas aeruginosa, blaKPC-3, Carbapenémicos, Resistencia, variabilidad genética, Colombia.