doctoralThesis
Investigação de genes de resistência a antimicrobianos em isolados clínicos de enterobactérias multidroga-resistentes provenientes de hospitais de Recife-PE : avaliação morfológica e ultraestrutural após ação antimicrobianos e análise de antibioticoterapia in vitro
Registro en:
FIRMO, Elza Ferreira. Investigação de genes de resistência a antimicrobianos em isolados clínicos de enterobactérias multidroga-resistentes provenientes de hospitais de Recife-PE: avaliação morfológica e ultraestrutural após ação antimicrobianos e análise de antibioticoterapia in vitro. 2020. Tese (Doutorado em Medicina Tropical) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.
Autor
FIRMO, Elza Ferreira
Institución
Resumen
O objetivo desse estudo foi investigar a ocorrência de diferentes genes de resistência aos carbapenêmicos, aos aminoglicosídeos, e as polimixinas, em isolados clínicos MDR de enterobactérias provenientes de três hospitais de Recife- PE entre 2016 e 2018. Como também determinar, in vitro, a sinergia e a atividade bactericida das combinações de polimixina B, meropenem, amicacina e gentamicina, além de investigar a alterações ultraestruturais causadas por essas associações. Inicialmente, isolados clínicos de enterobactérias resistentes a pelo menos um aminoglicosídeo e a um carbapenêmico foram selecionadas para a investigação da ocorrência de genes codificadores de carbapenemases (blaOXA-48, blaNDM, blaKPC, blaGES, blaVIM, blaIMP e blaSME), enzimas modificadoras de aminoglicosídeos (EMAs) (aac(3)-Ia, aac(3)-IIa, aac(6')-Ib, ant (2")-Ia e aph(3')-VI), metilases 16S rRNA (armA, rmtD e rmtG) e o gene mcr-1. Esses isolados foram genotipados pela técnica ERIC-PCR (enterobacterial repetitive intergenic consensus polymerase chain reaction), a concentração inibitória mínima foi determinada por microdiluição em caldo e a detecção desses genes foram realizadas por PCR e sequenciamento. Foram obtidos no total 35 isolados, provenientes de diferentes espécimes, sendo: 16 isolados de Klebsiella pneumoniae, 10 de Proteus mirabilis e 09 de Serratia marcescens uma alta variabilidade genética entre as espécies. Dentre eles, 89% apresentaram o gene blaKPC-2, 26% apresentaram o gene blaNDM-1 e 97% apresentaram genes EMAs. Esse é o primeiro relato publicado da associação dos genes blaNDM-1, blaKPC-2 e genes EMAs em isolados clínicos de K. pneumoniae, P. mirabilis e S. marcescens no Brasil. Após a caracterização fenotípica e genotípica, foram selecionados quatro isolados portadores do gene blaNDM-1 e resistentes a polimixina B, para determinação in vitro da ação das combinações antimicrobianas. Os isolados (K7R2 e K11R2) foram submetidos a combinações de polimixina B, meropenem, amicacina e gentamicina para investigação das atividades sinérgica e bactericida por meio das técnicas de checkerboard e time-kill. Polimixina B combinada com meropenem e com amicacina foram mais eficazes contra esses isolados. Os isolados P3R3 e S9U foram submetidos a combinações de meropenem com amicacina e gentamicina, além disso, foram selecionados para avaliação de alterações ultraestruturais causadas por essas combinações, através da microscopia eletrônica. Em ambos isolados a combinação de meropenem e gentamicina foi mais eficaz, porém no isolado P3R3 essa combinação foi bactericida com eliminação das células bacterianas após 6h da utilização desses antimicrobianos. Alterações ultraestruturais mais intensas foram observadas quando as células bacterianas foram expostas a combinações sinérgicas e bactericidas. Pode-se concluir que apesar da circulação de uma nova carbapenemase (NDM) em Recife-PE, o uso de antimicrobianos já conhecidos na prática clínica, como polimixina B, amicacina, meropenem e gentamicina, em associação, podem ser uma alternativa para a antibioticoterapia e para impedir a disseminação de espécies MDR. Adicionalmente, dados obtidos neste estudo alertam para a disseminação de genes de resistência aos carbapenêmicos e aminoglicosídeos entre isolados clínicos e relacionados clonalmente. O que pode indicar uma alta probabilidade de pacientes estarem servindo de reservatórios para bactérias portadoras dos genes blaNDM-1 e blaKPC-2 e outros determinantes de resistência. CAPES The objective of this study was to investigate the occurrence of different resistance genes to carbapenems, aminoglycosides, and polymyxins, in MDR clinical isolates from enterobacteria from three hospitals in Recife-PE between 2016 and 2018. How to also determine, in vitro, the synergy and bactericidal activity of the combinations of polymyxin B, meropenem, amikacin and gentamicin, in addition to investigating ultrastructural changes caused by these associations. Initially, clinical isolates of enterobacteria resistant to at least one aminoglycoside and one carbapenem were selected to investigate the occurrence of genes encoding carbapenemases (blaOXA-48, blaNDM, blaKPC, blaGES, blaVIM, blaIMP e blaSME), aminoglycoside modifying enzymes (AMEs) (aac(3)-Ia, aac(3)-IIa, aac(6')-Ib, ant (2")-Ia e aph(3')-VI), 16S rRNA methylases (armA, rmtD e rmtG) and the mcr-1 gene. These isolates were genotyped by the ERIC-PCR technique (enterobacterial repetitive intergenic consensus polymerase chain reaction), the minimum inhibitory concentration was determined by microdilution in broth and the detection of these genes was performed by PCR and sequencing. A total of 35 isolates, obtained from different specimens, were obtained: 16 isolates from Klebsiella pneumoniae, 10 from Proteus mirabilis and 09 from Serratia marcescens, with a high genetic variability between species. Among them, 89% had the blaKPC-2 gene, 26% had the blaNDM-1 gene and 97% had AMEs genes. This is the first published report of the association of blaNDM-1, blaKPC-2 and AME genes in clinical isolates of K. pneumoniae, P. mirabilis and S. marcescens in Brazil. After phenotypic and genotypic characterization, four isolates carrying the blaNDM-1 gene and resistant to polymyxin B were selected for in vitro determination of the action of antimicrobial combinations. The isolates (K7R2 and K11R2) were subjected to combinations of polymyxin B, meropenem, amikacin and gentamicin to investigate synergistic and bactericidal activities using checkerboard and time-kill techniques. Polymyxin B combined with meropenem and amikacin were more effective against these isolates. The isolates P3R3 and S9U were subjected to combinations of meropenem with amikacin and gentamicin, in addition, these isolates were selected for evaluation of morphological and ultrastructural changes caused by these combinations, using electron microscopy. In both isolates, the combination of meropenem and gentamicin was more effective, but in isolate P3R3 this combination was bactericidal with elimination of bacterial cells after 6 hours of using these antimicrobials. By electron microscopy, more intense ultrastructural changes were observed when the bacterial cells were exposed to synergistic and bactericidal combinations. It can be concluded that despite the circulation of a new carbapenemase (NDM) in Recife-PE, often associated with KPC and EMAs, the use of antimicrobials already known in clinical practice, such as polymyxin B, amikacin, meropenem and gentamicin, in combination, may be an alternative to antibiotic therapy and to prevent the spread of MDR species.Additionally,data obtained in this study alert to the spread of genes for resistance to carbapenems and aminoglycosides among clinical and clonally related isolates. This may indicate a high probability that patients are serving as reservoirs for bacteria carrying the blaNDM-1 and blaKPC-2 genes and other resistance determinants.