Les métallo-β-lactamases sont des enzymes qui confèrent aux bactéries qui les synthétisent une résistance aux antibiotiques. La classe B représente les β-lactamases, dans lesquelles le site actif contenant un ou deux atomes de Zn favoriserait l'hydrolyse des antibiotiques. La dégradation des antibiotiques par les enzymes bactériennes est un mécanisme majeur de résistance. L’objectif de ce travail de thèse est de mettre en œuvre des outils de modélisation fondés sur des méthodes de mécanique quantique en vue de déterminer les structures de métallo-β-lactamases avec des inihibiteurs, étape nécessaire pour comprendre ultérieurement quels sont les mécanismes de réaction favorisant la dégradation d’un inhibiteur par des métallo-β-lactamases et fournir des informations qui serviront à mieux interpréter les phénomènes biologiques.Nous avons tout d’abord déterminé les géométries et la stabilité de complexes de coordinations métalliques de systèmes modèles contenant du Zn, comme dans les sites métalliques des métallo-β-lactamases, ou du Cu, complexés à des histidines coordonnées par les Nπ ou Nτ, afin de voir s’il y a une préférence géométrique pour l’une ou l’autre des deux coordinations et voir l’influence de ces différentes coordinations possibles sur les paramètres géométriques au niveau du site métallique. Enfin la présence d’eau et l’influence du solvant aqueux a été étudiée. Grâce à ces méthodes de chimie quantique fondées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, nous avons montré comment ces méthodes permettent d’avoir des informations structurales sur la symétrie adoptée par les centres métalliques, du Zn2+ et du Cu2+. Cette étude structurale nous a permis de mettre en évidence des différences structurales entre ces deux ions métalliques et de déterminer les spectres vibrationnels. Ces investigations nous ont permis de mettre en évidence la nature des liaisons métal-ligand grâce à des approches topologiques. Nous avons montré que ces études préliminaires nous ont permis de choisir la meilleure méthode de calculs DFT pour étudier des centres à zinc dans des structures de β-lactamases.Pour compléter l’étude de structures de métallo-β-lactamases, nous avons déterminé la structure de l’enzyme native L1 (β-lactamase) qui a permis de reproduire les paramètres géométriques des structures expérimentales de L1. Nous avons montré que l’approche combinant des études quantiques et classiques (QM/MM) permet de reproduire avec une très bonne confiance les paramètres structuraux de sites actifs de l’enzyme L1.Enfin, nous avons déterminé les structures de certains sites actifs de la famille B3 des Métallo-β lactamases (Enzyme L1) pour comparer les affinités de différentes familles d’inhibiteurs synthétisées à l’IBM de Montpellier (Institut des Biomolécules de Montpellier) et prédire la structure possible de L1 avec différents inhibiteurs par des méthodes QM/MM pour voir si cette stratégie pourra être appliquée à d’autres inhibiteurs pour des métallo-β-lactamases. / Metallo-β-lactamases are enzymes that give the bacteria that synthesize them antibiotic resistance. B Class represents the beta-lactamases, wherein one or two Zn atom(s) promote(s) β-lactams (antibiotics) hydrolysis. The major resistance mechanism is the degradation of the β-lactams by bacterial enzymes called β-lactamases. One major approach to overcome this resistance deals with combination therapy in which a β-lactam drug is given along with a β-lactamase inhibitor, which protects the former from inactivation. The objective of this thesis is to implement modeling tools based on quantum mechanical methods to determine metallo-β-lactamase structures with inhibitors, a step necessary to understand at a later stage the mechanisms of response to the degradation of the inhibitor by β-lactamases and to provide information that will serve to better interpret biological phenomena.We have first determined the geometries and the stability of metal coordination complexes of model systems containing Zn, as in the metallo-β-lactamase metal sites, or Cu, complexed to histidines coordinated by Nπ or Nτ, in order to see if there is a geometric preference for one or the other of the two coordination’s and to see the influence of these different possible coordination’s on the geometrical parameters at the metallic site. Finally, the presence of water and the influence of the aqueous solvent were studied. Using these methods of quantum chemistry based on the density functional theory, we have shown how these methods provide structural information on the symmetry adopted by the metallic centers of Zn2 + and Cu2 +. This structural study allows us to demonstrate structural differences between these two metal ions and to determine the vibrational spectra. These investigations were able to demonstrate the nature of the metal-ligand bonds through topological approaches. We have shown that these preliminary studies have conducted us to choose the best method of DFT calculations for studying zinc centers in β-lactamase structures.To complete the study of metallo-β-lactamase structures, we have determined the structure of the native enzyme L1 (β-lactamase) which permitted to reproduce the geometric parameters of the experimental structures of L1. We have shown that the combination of quantum and classical approaches (QM/MM) allows to reproduce with very good confidence the structural parameters of the L1 enzyme active sites.Finally, we have determined the structures of certain active sites in the B3 family of Metallo-β lactamases (Enzyme L1) to compare the affinities of different families synthesized at IBM in Montpellier (Institute of Biomolecules of Montpellier) and to predict the possible structure of L1 with different inhibitors by QM / MM methods to see if this strategy can be applied to other inhibitors for metallo-β-lactamases.

Objetivos: Padronizar uma técnica molecular, Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) para detectar os genes blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 que conferem a Pseudomonas aeruginosa resistência a carbapenêmicos (imipenem e meropenem) através da produção das metalo-β-lactamases (MBL) SPM-1, VIM-2 e IMP-1. Comparar os resultados obtidos com a técnica de PCR com os obtidos através de uma técnica fenotípica para detecção desse mecanismo enzimático de resistência. Descrever a prevalência dos genes de MBL. Metodologia: Utilizando 48 amostras clínicas de P. aeruginosa resistentes a ceftazidima e/ou imipenem sendo 37 caracterizadas como produtoras de MBL através de uma técnica fenotípica (aproximação de disco) e 11 como não produtoras pela mesma técnica. Esses isolados foram testados com três primers específicos para os seguintes genes: blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 Resultados e Discussão: Dos 37 isolados produtores de metalo-β-lactamase, 29 tiveram resultado positivo na PCR sendo 27 positivos para o gene blaSPM-1 e 2 positivos para o gene blaIMP-1 . Em nenhum isolado foi detectado o gene blaVIM-2 .Oito isolados caracterizados como produtores de MBL não tiveram nenhum produto amplificado com os três pares de primers. Os 11 isolados caracterizados como não produtores de MBL não tiveram produto amplificado. Assim, a sensibilidade da técnica molecular foi de 78,40% e a especificidade 100,0% considerando a técnica fenotípica de aproximação de disco como padrão ouro Conclusões: Foi possível a padronização da técnica de PCR para a detecção dos genes blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 bem como foi possível a comparação entre a técnica de PCR e a técnica fenotípica, sendo que a metodologia molecular apresentou 100% de especificidade e 78,40% de sensibilidade. O gene de MBL mais prevalente foi blaSPM-1 encontrado em 27/29 amostras de P. aeruginosa resistentes ao imipenem. O gene blaIMP-1 foi detectado em apenas 2/29 amostras de P. aeruginosa resistentes ao imipenem. O gene blaVIM-2 e não foi detectado nas amostras de P.aeruginosa analisadas neste estudo.

A presença de Pseudomonas aeruginosa resistentes a antimicrobianos no esgoto hospitalar contribui para sua disseminação em corpos d´água e possibilita o estabelecimento de reservatórios ambientais de resistência bacteriana. Os objetivos deste estudo foram comparar isolados de P. aeruginosa de amostras de esgoto hospitalar e água superficial quanto ao perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos, a presença e diversidade de genes de metalo β-lactamases (MBLs) e a similaridade genética entre os isolados. Para isso, as amostras de esgoto hospitalar foram coletadas de cinco hospitais, localizados em Passo Fundo e Porto Alegre, RS, Brasil. As amostras de água superficial foram coletadas dos corpos d´água que recebem os esgotos de dois hospitais estudados. Os isolados foram identificados por provas bioquímicas clássicas e pela amplificação de um fragmento do rDNA 16S. O perfil de susceptibilidade foi avaliado pela técnica de disco-difusão. Os genes blaSPM-1, blaVIM e blaIMP foram pesquisados por PCR. A relação clonal entre os isolados foi avaliada pela ERIC-PCR e PFGE. A diversidade nos genes de MBLs encontrados foi avaliada pela DGGE. Foram analisados 614 isolados de P. aeruginosa, dos quais somente 5,0% apresentaram o gene blaSPM-1. Todos os isolados com este gene apresentaram fenótipo de multirresistência. A análise de similaridade genética pela ERIC-PCR e PFGE não mostrou relação clonal entre isolados de água superficial e esgoto hospitalar ou entre isolados provenientes de amostras de diferentes esgotos hospitalares. A presença de isolados resistentes e com o gene blaSPM-1, em amostras de esgoto hospitalar, atenta para o risco de disseminação ambiental de resistência bacteriana. / The presence of Pseudomonas aeruginosa resistant to antimicrobials in hospital sewage contributes to its dissemination into water bodies and may lead to the establishment of environmental reservoirs of bacterial resistance. The objectives of this study were to compare P. aeruginosa strains isolated from hospital sewage and superficial water samples, about the susceptibility profile to antimicrobials, the presence and diversity of the metallo β-lactamases (MBLs) genes and the genetic similarity among the strains. For this purpose, hospital sewage samples were collected from five hospitals located in Passo Fundo and Porto Alegre, RS, Brazil. The superficial water samples were collected from the water bodies where the sewage from two of the analyzed hospitals were discharged. The isolates were identified by classical biochemical tests and amplification of 16S rDNA fragment. The susceptibility was determined by the disk-diffusion method. The blaSPM-1, blaVIM e blaIMP genes were screened by PCR. The clonal relationship among the strains was evaluated by ERIC-PCR and PFGE. The diversity on MBL genes found was analyzed by DGGE. A total of 614 P. aeruginosa strains were analyzed, of which only 5,0 % showed the blaSPM-1 gene. All isolates with this gene showed the multirresistance phenotype. The genetic similarity analysis by ERIC-PCR and PFGE didn´t show clonal relationship between the strains from superficial water and hospital sewage or between the strains from samples of different hospital sewages. The presence of resistant isolates and isolates with the blaSPM-1 gene in hospital sewage samples call attention to the risk of environmental dissemination of bacterial resistance.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / 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. / 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. / FAPESP: 06/55937-3 / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Made available in DSpace on 2014-09-24T12:58:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Tese Liliane Miyuki Seki.pdf: 11573378 bytes, checksum: 779d1d4b49bfc191eafe332410d9730b (MD5) Previous issue date: 2012 / Enterobactérias produtoras de p-Iactamases de espectro estendido (ESBL) e Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) são reconhecidas mundialmente como importantes problemasde resistência bacteriana nos hospitais. Neste estudo, foi avaliada a prevalência dos genes codificadores de ESBL, bem como a epidemiologia molecular em isolados de hemocultura,em enterobactérias coletadas entre Setembro de 2007 a Setembro de 2008, em cincohospitais localizados no Estado do Rio de Janeiro, Brasil. Das 293 amostras coletadas, 121 foram caracterizadas fenotipicamente como produtores de ESBL sendo a maior prevalência de Klebsiella pneumoniae 63 (52,1%), Enterobacter cloacae 16 (13,2%), Escherichia coli 14 (11,6%), Proteus mtrabtlis 11 (9,1%), Serra tia marcescens 10 (8.3%), Morganella morganii 2 (1.7%), Enterobacter aerogenes 1 (0,8%), Klebsiella oxytoca 1 (0,8%), Providencia stuartii 1 (0,8%), Citrobacter freundii 1 (0,8%), Serratia rubidaea 1 (0,8%). Entre as produtoras de ESBL, 11 amostras de K. pneumoniae e 9 amostras de E cloacae mostraram resistência ou redução de susceptibilidade a pelo menos um dos carbapenemas. A detecção por PCR dos genes de p-Iactamase mostraram que 87,6% produziramblacTX_M, 65,3% blaTEM, 64,5% blaSHVe 9,1% blaxsc- O gene do grupo CTX-M-l foi predominante na maioria das espécies de enterobactérias, exceto para o P. mirabilis, onde 91% das amostras eram do gene do grupo CTX-M-2. Das amostras pertencentes ao grupo CTX-M-l, 88% das K. pneumoniae e 100% das Ecoli foram determinadas como CTX-M-15. A análise do polimorfismo genético, por PFGE, demonstrou a disseminação do gene CTX-M-15 em 10 genótipos para as amostras de K. pneumoniae e de 3 genótipos para Eco/i em diversos hospitais no Rio de Janeiro. (AU)

Objetivos: Avaliar o perfil de suscetibilidade, a prevalência da produção de AmpC, β-lactamase de espectro estendido (ESBL) e Metalo-β-lactamase (M-βla) em Pseudomonas aeruginosa obtidas de dois hospitais universitários distintos (ISCMPA e HCPA) em Porto Alegre. Em adição, tipagem molecular por PFGE foi realizada entre os isolados produtores de M-βla para avaliar a relação clonal. Métodos: Foi determinada a suscetibilidade de 238 isolados de P. aeruginosa para 8 agentes antimicrobianos, através do teste de disco-difusão, usando agar Müller-Hinton (MH) de acordo com “National Committee for Clinical Laboratory Standards” (NCCLS) . Todos isolados foram avaliados para produção de AmpC com o disco de imipenem (indutor) próximo ao disco de cefepima/ceftazdima (substrato). Um achatamento no halo de cefepime/ceftazidima pela indução da enzima pelo imipenem, indicava resultado positivo para AmpC. Todos isolados forma avaliados para a presença de ESBL através do teste de aproximação de disco com ceftazidima, cefepima, cefotaxima, ceftriaxona e ticarcilina-clavulanato como inibidor de β-lactamase. A produção de M-βla foi determinada através do teste de aproximação de discos de CAZ a discos impregnados com ácido2-mercatopropiônico (2-MPA). As taxas de resistência foram comparadas através do Teste Exato de Fisher. Valor de P<0,05 foi considerado estatisticamente significativo. Análise de macrorestrição com a enzima speI foi realizada em isolados produtores de M-βla. Resultados: As taxas de resistência para todos os agentes foram superiores entre os isolados obtidos na ISCMPA em relação aos do HCPA. A ceftazidima mostrou ser o antibiótico mais efetivo contra os isolados de ambos Hospitais (ISCMPA e HCPA) com taxa de resistência de 25,7% (ISCMPA) e 6,1% (HCPA). A expressão de AmpC foi observada em 190 isolados (83,7% HCPA e 77,1% ISCMPA). Não foi possível detectar a presença de ESBL entre todos as P. aeruginosa avaliadas em ambos hospitais. Foi observada a presença de M-βla em 28 isolados (20,0%) da ISCMPA. Mas não foi detectada M-βla em nenhuma P. aeruginosa do HCPA. A análise de macrorestrição mostrou que 14 de 16 P. aeruginosa Mβla positivas pertenciam a um clone (denominado clone A), e seus subclones. Apenas dois outros clones (B e C) foram identificados em um isolado cada. / Objectives: To evaluate susceptibility profile, the prevalence of extendedspectrum β-lactamases (ESBL) production, AmpC and Metallo-β-lactamases (M-βla) in Pseudomonas aeruginosa obtained from two distinct hospitals (ISCMPA and HCPA) in Porto Alegre, Brazil. In addiction, molecular typing by PFGE was perfomed among isolates producing M-βla in order to evaluate probably clonal relatedness. Methods: The susceptibility of 238 P. aeruginosa to 8 antimicrobial agents was determined by the disk diffusion method, using Müller-Hinton agar (MH) in accordance with “National Committee for Clinical Laboratory Standards” guidelines. All isolates were evaluated for AmpC production with the imipenem disk (strong inducer) near of the cefepime/ceftazidime disk (substrate). A blunting of the cefepime/ceftazidime zone by imipenem-induced enzyme, indicated positive result for AmpC. All isolates were evaluated for ESBL production by disk approximation test with ceftazdime, cefepime, cefotaxime, ceftriaxone plus ticarcillin-clavulanate as inhibitor. M-βla production was determined by disk approximation test with disks containing CAZ and 2-mercatopropionic acid (2-MPA). The results were compared by the Fisher’s Exact Test. Macrorestriction analysis by SpeI, followed by PFGE, was perfomed in isolates M-βla positive. The resistance rates were compared by The Fisher’s Exact Test. P values < 0.05 were considered to be statistically significant. Results: The resistance rates to all antimicrobial agents were higher among isolates obtained from ISCMPA than those obtained from HCPA. The ceftazidime was the more active antibiotic against the isolates in both hospitals with resistance rates of 25,7% (ISCMPA) and 6,1% (HCPA). The derepression of AmpC was observed in 190 isolates (83,7% HCPA and 77,1% ISCMPA). It was not possible to detect the presence of ESBL among all P. aeruginosa evaluated in both hospitals. Positive results for M-βla production were observed in 28 isolates (20,0%) from ISCMPA. But none M-βla production was identified in P. aeruginosa from HCPA. The macrorestriction analysis by PFGE, showed that 14 of 16 M-βla positive P. aeruginosa beloneed to one clone (named clone A) and its subclones.Only two others clones (B and C) were identified in one isolate each.

A presença de Pseudomonas aeruginosa resistentes a antimicrobianos no esgoto hospitalar contribui para sua disseminação em corpos d´água e possibilita o estabelecimento de reservatórios ambientais de resistência bacteriana. Os objetivos deste estudo foram comparar isolados de P. aeruginosa de amostras de esgoto hospitalar e água superficial quanto ao perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos, a presença e diversidade de genes de metalo β-lactamases (MBLs) e a similaridade genética entre os isolados. Para isso, as amostras de esgoto hospitalar foram coletadas de cinco hospitais, localizados em Passo Fundo e Porto Alegre, RS, Brasil. As amostras de água superficial foram coletadas dos corpos d´água que recebem os esgotos de dois hospitais estudados. Os isolados foram identificados por provas bioquímicas clássicas e pela amplificação de um fragmento do rDNA 16S. O perfil de susceptibilidade foi avaliado pela técnica de disco-difusão. Os genes blaSPM-1, blaVIM e blaIMP foram pesquisados por PCR. A relação clonal entre os isolados foi avaliada pela ERIC-PCR e PFGE. A diversidade nos genes de MBLs encontrados foi avaliada pela DGGE. Foram analisados 614 isolados de P. aeruginosa, dos quais somente 5,0% apresentaram o gene blaSPM-1. Todos os isolados com este gene apresentaram fenótipo de multirresistência. A análise de similaridade genética pela ERIC-PCR e PFGE não mostrou relação clonal entre isolados de água superficial e esgoto hospitalar ou entre isolados provenientes de amostras de diferentes esgotos hospitalares. A presença de isolados resistentes e com o gene blaSPM-1, em amostras de esgoto hospitalar, atenta para o risco de disseminação ambiental de resistência bacteriana. / The presence of Pseudomonas aeruginosa resistant to antimicrobials in hospital sewage contributes to its dissemination into water bodies and may lead to the establishment of environmental reservoirs of bacterial resistance. The objectives of this study were to compare P. aeruginosa strains isolated from hospital sewage and superficial water samples, about the susceptibility profile to antimicrobials, the presence and diversity of the metallo β-lactamases (MBLs) genes and the genetic similarity among the strains. For this purpose, hospital sewage samples were collected from five hospitals located in Passo Fundo and Porto Alegre, RS, Brazil. The superficial water samples were collected from the water bodies where the sewage from two of the analyzed hospitals were discharged. The isolates were identified by classical biochemical tests and amplification of 16S rDNA fragment. The susceptibility was determined by the disk-diffusion method. The blaSPM-1, blaVIM e blaIMP genes were screened by PCR. The clonal relationship among the strains was evaluated by ERIC-PCR and PFGE. The diversity on MBL genes found was analyzed by DGGE. A total of 614 P. aeruginosa strains were analyzed, of which only 5,0 % showed the blaSPM-1 gene. All isolates with this gene showed the multirresistance phenotype. The genetic similarity analysis by ERIC-PCR and PFGE didn´t show clonal relationship between the strains from superficial water and hospital sewage or between the strains from samples of different hospital sewages. The presence of resistant isolates and isolates with the blaSPM-1 gene in hospital sewage samples call attention to the risk of environmental dissemination of bacterial resistance.

Objetivos: Padronizar uma técnica molecular, Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) para detectar os genes blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 que conferem a Pseudomonas aeruginosa resistência a carbapenêmicos (imipenem e meropenem) através da produção das metalo-β-lactamases (MBL) SPM-1, VIM-2 e IMP-1. Comparar os resultados obtidos com a técnica de PCR com os obtidos através de uma técnica fenotípica para detecção desse mecanismo enzimático de resistência. Descrever a prevalência dos genes de MBL. Metodologia: Utilizando 48 amostras clínicas de P. aeruginosa resistentes a ceftazidima e/ou imipenem sendo 37 caracterizadas como produtoras de MBL através de uma técnica fenotípica (aproximação de disco) e 11 como não produtoras pela mesma técnica. Esses isolados foram testados com três primers específicos para os seguintes genes: blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 Resultados e Discussão: Dos 37 isolados produtores de metalo-β-lactamase, 29 tiveram resultado positivo na PCR sendo 27 positivos para o gene blaSPM-1 e 2 positivos para o gene blaIMP-1 . Em nenhum isolado foi detectado o gene blaVIM-2 .Oito isolados caracterizados como produtores de MBL não tiveram nenhum produto amplificado com os três pares de primers. Os 11 isolados caracterizados como não produtores de MBL não tiveram produto amplificado. Assim, a sensibilidade da técnica molecular foi de 78,40% e a especificidade 100,0% considerando a técnica fenotípica de aproximação de disco como padrão ouro Conclusões: Foi possível a padronização da técnica de PCR para a detecção dos genes blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 bem como foi possível a comparação entre a técnica de PCR e a técnica fenotípica, sendo que a metodologia molecular apresentou 100% de especificidade e 78,40% de sensibilidade. O gene de MBL mais prevalente foi blaSPM-1 encontrado em 27/29 amostras de P. aeruginosa resistentes ao imipenem. O gene blaIMP-1 foi detectado em apenas 2/29 amostras de P. aeruginosa resistentes ao imipenem. O gene blaVIM-2 e não foi detectado nas amostras de P.aeruginosa analisadas neste estudo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-05Bitstream added on 2014-06-13T19:55:50Z : No. of bitstreams: 1 polotto_m_me_sjrp.pdf: 775251 bytes, checksum: 14af3ff30a1888d1fbc13ef59a721f5b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Pseudomonas aeruginosa é um bacilo Gram-negativo, aeróbio, não formador de esporos encontrado no solo, água, plantas e animais, incluindo os seres humanos, onde provoca infecções oportunistas. Infecções causadas por P. aeruginosa são de difícil tratamento devido a sua virulência e resistência a vários antimicrobianos. Os carbapenêmicos são geralmente ativos contra P. aeruginosa multirresistentes, mas as altas taxas de resistência a estas drogas estão se tornando comuns e podem indicar a produção de metalo-betalactamases (MβLs). O propósito deste estudo foi detectar e identificar, em cepas de P. aeruginosa resistentes a carbapenêmicos genes que codificam a produção de MβLs (blaSPM, blaIMP e blaVIM) e ESBLs (blaCTX-M e blaGES), e avaliar a similaridade genética entre as cepas. Foram avaliadas sessenta cepas de P. aeruginosa resistentes aos carbapenêmicos isoladas de pacientes do Hospital de Base de São José do Rio Preto, no período de junho de 2009 a dezembro de 2009. Os testes de sensibilidade foram realizados de acordo com a padronização do “Clinical and Laboratory Standards Institute” (CLSI) (2009) utilizando o método de disco-difusão. O teste fenotípico para a produção de MβLs foi realizado através do método de aproximação de discos, com os substratos ceftazidima e imipenem e com o inibidor de MβLs 2-MPA. A detecção dos genes de MβLs blaIMP, blaVIM e blaSPM e de ESBLs blaCTX-M e blaGES foi realizada por PCR, e a identificação através de seqüenciamento. A avaliação da similaridade genética entre as cepas foi realizada nas amostras produtoras de MβL e ESBLs do tipo CTX-M através de PFGE. No teste de suscetibilidade por disco-difusão 98,3% (59/60) das cepas apresentaram resistência ao imipenem e 75% (45/60) ao meropenem. Polimixina B foi o único agente a inibir o crescimento de 100% das amostras... / Pseudomonas aeruginosa is a versatile microorganism, with low nutritional demands and easy proliferation in culture medium. It’s a Gram-negative bacillus, aerobic, nonsporulated and it can be isolated from soil, water, plants and animals, including humans. P. aeruginosa infections are hard to treat because of its virulence and resistance to various antimicrobials. Carbapenens are usually active against multiresistant P. aeruginosa, but high levels of resistance to these antibiotics are becoming common and it can indicate metallo-beta-lactamases presence (MβLs). The purpose of this study was to detect and identify, in P. aeruginosa strains, MβL and ESBL encoding genes (blaSPM, blaIMP, blaVIM, blaCTX-M and blaGES) and to determine genetic similarity between the carrier strains. The study was done analyzing sixty P. aeruginosa strains resistant to carbapenens isolated at Hospital de Base de São José do Rio Preto, in the period of june/2009 to December/2009. The isolates were submitted to disc-diffusion susceptibility test, as standardized by the “Clinical and Laboratory Standards Institute” (CLSI) (2009). The phenotypic test for MβL production was performed by means of the double disk synergy method, having ceftazidime and imipenem used as substratum and 2-MPA as an inhibitor. The polymerase chain reaction (PCR) was used to detect the MβLs genes (blaIMP, blaVIM, blaSPM) and the ESBL genes (blaCTX-M and blaGES) and sequencing was carried out for their identification. The genetic similarity between the strains was evaluated in samples which were positive for MβLs and ESBLs genes using the PFGE technique. In disc-diffusion susceptibility test, 98,3% (59/60) of the strains were imipenem resistant and 75% (45/60) were meropenem resistant. All isolates were inhibited by Polymixin B. Tracheal aspirate were the most frequent isolated clinic specimen, with 40% (24/60) of total.

Objetivos: Padronizar uma técnica molecular, Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) para detectar os genes blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 que conferem a Pseudomonas aeruginosa resistência a carbapenêmicos (imipenem e meropenem) através da produção das metalo-β-lactamases (MBL) SPM-1, VIM-2 e IMP-1. Comparar os resultados obtidos com a técnica de PCR com os obtidos através de uma técnica fenotípica para detecção desse mecanismo enzimático de resistência. Descrever a prevalência dos genes de MBL. Metodologia: Utilizando 48 amostras clínicas de P. aeruginosa resistentes a ceftazidima e/ou imipenem sendo 37 caracterizadas como produtoras de MBL através de uma técnica fenotípica (aproximação de disco) e 11 como não produtoras pela mesma técnica. Esses isolados foram testados com três primers específicos para os seguintes genes: blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 Resultados e Discussão: Dos 37 isolados produtores de metalo-β-lactamase, 29 tiveram resultado positivo na PCR sendo 27 positivos para o gene blaSPM-1 e 2 positivos para o gene blaIMP-1 . Em nenhum isolado foi detectado o gene blaVIM-2 .Oito isolados caracterizados como produtores de MBL não tiveram nenhum produto amplificado com os três pares de primers. Os 11 isolados caracterizados como não produtores de MBL não tiveram produto amplificado. Assim, a sensibilidade da técnica molecular foi de 78,40% e a especificidade 100,0% considerando a técnica fenotípica de aproximação de disco como padrão ouro Conclusões: Foi possível a padronização da técnica de PCR para a detecção dos genes blaSPM-1 , blaVIM-2 e blaIMP-1 bem como foi possível a comparação entre a técnica de PCR e a técnica fenotípica, sendo que a metodologia molecular apresentou 100% de especificidade e 78,40% de sensibilidade. O gene de MBL mais prevalente foi blaSPM-1 encontrado em 27/29 amostras de P. aeruginosa resistentes ao imipenem. O gene blaIMP-1 foi detectado em apenas 2/29 amostras de P. aeruginosa resistentes ao imipenem. O gene blaVIM-2 e não foi detectado nas amostras de P.aeruginosa analisadas neste estudo.