As metalo-β-lactamases (MBL) são capazes de hidrolisar os carbapenêmicos, a classe de antimicrobianos com maior potência para o tratamento de infecções graves e de maior uso clinico. Dentre as MBL, o grupo mais recentemente descrito e que apresentou rápida disseminação em todo o mundo é o da New-Delhi-Metalo- β-lactamases (NDM). Nas enterobactérias, os genes que codificam essas enzimas estão mais frequentemente localizados em plasmídeos. O estudo da estabilidade de plasmídeos que albergam o gene blaNDM-1 é importante para entender a predominância de espécies que carregam esses plasmídeos, desvendar mecanismos moleculares envolvidos na sua persistência e para desenvolver novas drogas que possam diminuir a sua persistência. Estudos recentes sobre estabilidade plasmidial evidenciaram que a maprotilina é capaz de induzir perda plasmidial de até 90% em E. coli K12. Neste trabalho, foi estudado o efeito da maprotilina na indução de cura de plasmídeos, que albergam o gene blaNDM-1, em diferentes espécies da família Enterobacteriaceae. Nove isolados pertencentes a diferentes espécies foram incluídas no estudo. Os plasmídeos foram caracterizados quanto ao seu tamanho por eletroforese e por sequenciamento de DNA no sistema Illumina. A persistência plasmidial foi determinada pelo método de contagem em placa em LB ágar com e sem tratamento com maprotilina em concentrações sub-inibitórias (50mg/L). O experimento foi conduzido por 10 dias, representando aproximadamente 100 gerações. Neste estudo evidenciou-se que o grupo das enterobactérias estão envolvidas na disseminação de plasmídeos com blaNDM-1, sendo que plasmídeos do grupo IncF estão mais relacionados a essa dispersão. A maprotilina teve efeito de cura plasmidial em todos os isolados exceto em E. hormaechei \"subsp. oharae\" e C. freundii. O isolado P. rettgeri apresentou maior taxa de perda plasmidial e a análise comparativa da sequência nucleotídica do plasmídeo indicou que a presença da IS5 pode estar relacionada com a diminuição da persistência plasmidial. Diferenças na persistência plasmidial, quando tratados com maprotilina, entre E. hormaechei \"subsp. steigerwaltii\" e E. hormaechei \"subsp. oharae\" sugerem que E. hormaechei \"subsp. oharae\" pode ser um possível disseminador de plasmídeos albergando blaNDM-1, devido a processos de adaptação co-evolutivos. / Metallo- β-lactamases (MBL) are able to hydrolase carbapenems, an antimicrobial class in clinical use with high potency in the treatment of severe infections. The most recently decribed group of MBL is the New-Delhi-Metallo-β-lactamases (NDM). This group is mostly correlated to the spread of resistance mediated by plasmid in Enterobacteriaceae. Understanding the plasmid persistence pattern is important in order to understand the predominance of a given species related to antimicrobial resistance plasmids spread, to unveil molecular mechanisms involved in the increase of plasmid persistence and to develop new drugs which could decrease its persistence. Recent studies have associated maprotiline to a decrease in 90% of plasmid persistence in E. coli K12. In this work, we evaluated the effect of maprotiline in curing plasmids carrying blaNDM-1 in different species of Enterobacteriaceae. Nine isolates belonging to different species were evaluated. Plasmids were characterized by agarose gel electrophoresis and by DNA sequencing with Illumina platform. The plate counting method was used to determine plasmid persistence, with and without sub-inhibitory (50 mg/L) concentration of maprotiline during 10 days, representing approximately 100 generations. We found that Enterobacteriaceae are involved in the spread of NDM-1 plasmid-mediate resistance and the IncF group is the plasmid incompatibility group more frequently involved in this dissemination. Maprotiline showed a plasmid-curing effect in all isolates, except against plasmids of E. hormaechei \"subsp. oharae\" and C. freundii. The P. rettgeri isolate had the highest plasmid-curing rate. Sequencing analysis revealed an IS5 in the plasmid, which could be associated to a decrease in plasmid persistence. The difference between plasmid persistence pattern of plasmids isolated from E. hormaechei \"subsp. steigerwaltii\" and E. hormaechei \"subsp. oharae\", when treated with maprotiline, suggest that E. hormaechei \"subsp. oharae\", could be associated to the spread of plasmids carrying blaNDM-1 due to co-evolution adaptation.

As metalo-β-lactamases (MBL) são capazes de hidrolisar os carbapenêmicos, a classe de antimicrobianos com maior potência para o tratamento de infecções graves e de maior uso clinico. Dentre as MBL, o grupo mais recentemente descrito e que apresentou rápida disseminação em todo o mundo é o da New-Delhi-Metalo- β-lactamases (NDM). Nas enterobactérias, os genes que codificam essas enzimas estão mais frequentemente localizados em plasmídeos. O estudo da estabilidade de plasmídeos que albergam o gene blaNDM-1 é importante para entender a predominância de espécies que carregam esses plasmídeos, desvendar mecanismos moleculares envolvidos na sua persistência e para desenvolver novas drogas que possam diminuir a sua persistência. Estudos recentes sobre estabilidade plasmidial evidenciaram que a maprotilina é capaz de induzir perda plasmidial de até 90% em E. coli K12. Neste trabalho, foi estudado o efeito da maprotilina na indução de cura de plasmídeos, que albergam o gene blaNDM-1, em diferentes espécies da família Enterobacteriaceae. Nove isolados pertencentes a diferentes espécies foram incluídas no estudo. Os plasmídeos foram caracterizados quanto ao seu tamanho por eletroforese e por sequenciamento de DNA no sistema Illumina. A persistência plasmidial foi determinada pelo método de contagem em placa em LB ágar com e sem tratamento com maprotilina em concentrações sub-inibitórias (50mg/L). O experimento foi conduzido por 10 dias, representando aproximadamente 100 gerações. Neste estudo evidenciou-se que o grupo das enterobactérias estão envolvidas na disseminação de plasmídeos com blaNDM-1, sendo que plasmídeos do grupo IncF estão mais relacionados a essa dispersão. A maprotilina teve efeito de cura plasmidial em todos os isolados exceto em E. hormaechei \"subsp. oharae\" e C. freundii. O isolado P. rettgeri apresentou maior taxa de perda plasmidial e a análise comparativa da sequência nucleotídica do plasmídeo indicou que a presença da IS5 pode estar relacionada com a diminuição da persistência plasmidial. Diferenças na persistência plasmidial, quando tratados com maprotilina, entre E. hormaechei \"subsp. steigerwaltii\" e E. hormaechei \"subsp. oharae\" sugerem que E. hormaechei \"subsp. oharae\" pode ser um possível disseminador de plasmídeos albergando blaNDM-1, devido a processos de adaptação co-evolutivos. / Metallo- β-lactamases (MBL) are able to hydrolase carbapenems, an antimicrobial class in clinical use with high potency in the treatment of severe infections. The most recently decribed group of MBL is the New-Delhi-Metallo-β-lactamases (NDM). This group is mostly correlated to the spread of resistance mediated by plasmid in Enterobacteriaceae. Understanding the plasmid persistence pattern is important in order to understand the predominance of a given species related to antimicrobial resistance plasmids spread, to unveil molecular mechanisms involved in the increase of plasmid persistence and to develop new drugs which could decrease its persistence. Recent studies have associated maprotiline to a decrease in 90% of plasmid persistence in E. coli K12. In this work, we evaluated the effect of maprotiline in curing plasmids carrying blaNDM-1 in different species of Enterobacteriaceae. Nine isolates belonging to different species were evaluated. Plasmids were characterized by agarose gel electrophoresis and by DNA sequencing with Illumina platform. The plate counting method was used to determine plasmid persistence, with and without sub-inhibitory (50 mg/L) concentration of maprotiline during 10 days, representing approximately 100 generations. We found that Enterobacteriaceae are involved in the spread of NDM-1 plasmid-mediate resistance and the IncF group is the plasmid incompatibility group more frequently involved in this dissemination. Maprotiline showed a plasmid-curing effect in all isolates, except against plasmids of E. hormaechei \"subsp. oharae\" and C. freundii. The P. rettgeri isolate had the highest plasmid-curing rate. Sequencing analysis revealed an IS5 in the plasmid, which could be associated to a decrease in plasmid persistence. The difference between plasmid persistence pattern of plasmids isolated from E. hormaechei \"subsp. steigerwaltii\" and E. hormaechei \"subsp. oharae\", when treated with maprotiline, suggest that E. hormaechei \"subsp. oharae\", could be associated to the spread of plasmids carrying blaNDM-1 due to co-evolution adaptation.

Os carbapenêmicos são os antimicrobianos mais amplamente utilizados no tratamento empírico de infecções graves por bacilos Gram-negativos. A pressão seletiva gerada pelo uso desses antimicrobianos ao longo das últimas três décadas contribuiu para a disseminação de enterobactérias e Gram-negativos não fermentadores produtores de carbapenemases, particularmente as do tipo KPC e NDM. Os genes que codificam essas enzimas usualmente estão localizados em plasmídeos e/ou transpósons. A hipótese atualmente mais aceita é que o gene blaNDM-1 seja uma quimera criada em Acinetobacter baumannii. A NDM-1 foi descrita em paciente proveniente da Índia e subsequentemente evidenciou-se sua ampla disseminação nesse país. A epidemiologia que tem sido observada nos casos detectados na Europa e Estados Unidos tem sido viagem à Índia, ou seja, sem casos autóctones. No Brasil, os primeiros casos foram identificados no Rio Grande do Sul, e a seguir no Rio de Janeiro e em São Paulo. Diferentemente dos casos da Europa e América do Norte, os casos do Brasil não tem relação epidemiológica com a Índia. O sequenciamento integral dos plasmídeos e cromossomos albergando o gene blaNDM permitirá entender como ocorre a disseminação desse mecanismo de resistência no Brasil. Para isso, foi avaliado o perfil de susceptibilidade dos isolados, bem como a capacidade conjugativa e clonalidade. Das vinte e oito amostras utilizadas neste trabalho, treze delas pertencem à espécie Enterobacter hormaechei, uma à espécie Citrobacter freundii, sete à espécie Escherichia coli, quatro à Klebsiella pneumoniae e três ao gênero Acinetobacter spp. Os primeiros isolados incluídos neste estudo (Escherichia coli e Enterobacter hormaechei produzindo NDM-1) foram isolados em agosto de 2013, de uma mesma amostra de swab retal de um paciente do Rio de Janeiro que nunca viajou para o exterior. O sequenciamento completo do DNA plasmidial utilizando a plataforma Illumina e a anotação de ambos os plasmídeos albergando o gene blaNDM-1 revelou que estes pertencem a grupos de incompatibilidade diferentes, IncFIIK (E. hormaechei) e IncX3 (E. coli), e abrigam um novo transpóson composto designado Tn3000. A comparação da sequência nucleotídica do Tn3000 com aquelas disponíveis no GenBank evidencia que a mesma estrutura está presente em plasmídeos de isolados da cidade de Porto Alegre e também em diferentes continentes. As espécies de Acinetobacter (A. radioresistens, A. ursingii e A. guillouiae) isoladas em São Paulo e Porto Alegre, possuem o gene blaNDM-1 albergados em um mesmo plasmídeo não tipável de 41.087 pb. A avaliação da clonalidade dos isolados de Enterobacter hormaechei \"subsp. oharae\" mostrou dois perfis diferentes através da técnica de PFGE, sendo que todos os microrganismos foram isolados de um surto no mesmo hospital no Rio de Janeiro. Isolados de Klebsiella pneumoniae de uma mesma paciente internada em hospital em Salvador, de sítios distintos - swab retal, hemocultura e urina, em ordem cronológica - obtiveram o mesmo perfil clonal pela técnica de PFGE. O mesmo ocorreu com três isolados de Escherichia coli, de um mesmo paciente do Rio de Janeiro, em amostras de swab retal. Os achados deste estudo evidenciam que no Brasil, Nepal, Marrocos e Índia há uma disseminação do gene blaNDM-1 mediada por um novo elemento móvel designado Tn3000 em enterobactérias. A detecção de um mesmo plasmídeo em diferentes espécies de Acinetobacter evidencia que neste gênero bacteriano, no Brasil, a disseminação do gene blaNDM-1 ocorre por conjugação. / Carbapenems are the antimicrobials most widely used in the empirical treatment of severe infections caused by Gram-negative bacilli. The selective pressure generated by the use of these antibiotics over the last three decades has contributed to the spread of enterobacteria and Gram-negative non-fermenting producing carbapenemases, mainly KPC and NDM. Genes encoding these enzymes are usually located in plasmids and/or transposons. Currently the most accepted hypothesis is that the blaNDM-1 gene is a chimera created in Acinetobacter baumannii. The NDM-1 was described in a patient from India and subsequently was reported to be broadly disseminate in this country. The epidemiology that has been observed in cases detected in Europe and United States is traveling to India, but no autochthonous cases. In Brazil, the first cases were identified in Rio Grande do Sul, and then in Rio de Janeiro and São Paulo. Differently from the cases described in Europe and North America, the cases from Brazil have no epidemiological link with India. The complete sequencing of plasmids and chromosomes harboring blaNDM gene will understanding how the dissemination of this resistance mechanism in Brazil occurs. In this work we will be evaluate the susceptibility profile of the isolates, and their conjugal capacity and clonality. Of the twenty-eight samples used in this study, thirteen of them belong to the species Enterobacter hormaechei, one to Citrobacter freundii, seven to Escherichia coli, four to Klebsiella pneumoniae and three to the genus Acinetobacter sp. The first two isolates included in this study (Escherichia coli and Enterobacter hormaechei) were isolated in August 2013, from the same rectal swab sample from a patient from Rio de Janeiro that never traveled abroad. Complete sequencing of plasmid DNA using Illumina platform and annotation of both plasmids harboring the blaNDM-1 gene revealed that they belong to different incompatibility groups, IncFIIK (E. hormaechei) and IncX3 (E. coli), and are harbor to a new transposon designated Tn3000. The comparison of the Tn3000 nucleotide sequence with those available at GenBank shows that the same structure is present in plasmids from other Porto Alegre and also in different continents. The Acinetobacter species (A. radioresistens, A. ursingii and A. guillouiae) isolated in São Paulo and Porto Alegre, have the blaNDM-1 gene harbored in a single non-typing plasmid of 41,087 bp. The evaluation of clonal relationship of Enterobacter hormaechei \"subsp. oharae\" showed two different profiles by PFGE technique; of note all microorganisms were isolated from an outbreak in the same hospital in Rio de Janeiro. Isolates of Klebsiella pneumoniae from a single patient hospitalized in Salvador, from different anatomical sites - rectal swab, blood culture and urine, in chronological order - obtained the same clonal profile by the PFGE technique. The same occurred with three Escherichia coli isolates, from the same patient from Rio de Janeiro, in swab rectal strains. Our findings suggest that in Brazil, Nepal, Morocco and India there is a spread of blaNDM-1 gene mediated by Tn3000 in enterobacteria. The detection of a same plasmid in different species of Acinetobacter shows that in this bacterial genus, in Brazil, the dissemination of the blaNDM-1 gene occurs by conjugation.

Os carbapenêmicos são os antimicrobianos mais amplamente utilizados no tratamento empírico de infecções graves por bacilos Gram-negativos. A pressão seletiva gerada pelo uso desses antimicrobianos ao longo das últimas três décadas contribuiu para a disseminação de enterobactérias e Gram-negativos não fermentadores produtores de carbapenemases, particularmente as do tipo KPC e NDM. Os genes que codificam essas enzimas usualmente estão localizados em plasmídeos e/ou transpósons. A hipótese atualmente mais aceita é que o gene blaNDM-1 seja uma quimera criada em Acinetobacter baumannii. A NDM-1 foi descrita em paciente proveniente da Índia e subsequentemente evidenciou-se sua ampla disseminação nesse país. A epidemiologia que tem sido observada nos casos detectados na Europa e Estados Unidos tem sido viagem à Índia, ou seja, sem casos autóctones. No Brasil, os primeiros casos foram identificados no Rio Grande do Sul, e a seguir no Rio de Janeiro e em São Paulo. Diferentemente dos casos da Europa e América do Norte, os casos do Brasil não tem relação epidemiológica com a Índia. O sequenciamento integral dos plasmídeos e cromossomos albergando o gene blaNDM permitirá entender como ocorre a disseminação desse mecanismo de resistência no Brasil. Para isso, foi avaliado o perfil de susceptibilidade dos isolados, bem como a capacidade conjugativa e clonalidade. Das vinte e oito amostras utilizadas neste trabalho, treze delas pertencem à espécie Enterobacter hormaechei, uma à espécie Citrobacter freundii, sete à espécie Escherichia coli, quatro à Klebsiella pneumoniae e três ao gênero Acinetobacter spp. Os primeiros isolados incluídos neste estudo (Escherichia coli e Enterobacter hormaechei produzindo NDM-1) foram isolados em agosto de 2013, de uma mesma amostra de swab retal de um paciente do Rio de Janeiro que nunca viajou para o exterior. O sequenciamento completo do DNA plasmidial utilizando a plataforma Illumina e a anotação de ambos os plasmídeos albergando o gene blaNDM-1 revelou que estes pertencem a grupos de incompatibilidade diferentes, IncFIIK (E. hormaechei) e IncX3 (E. coli), e abrigam um novo transpóson composto designado Tn3000. A comparação da sequência nucleotídica do Tn3000 com aquelas disponíveis no GenBank evidencia que a mesma estrutura está presente em plasmídeos de isolados da cidade de Porto Alegre e também em diferentes continentes. As espécies de Acinetobacter (A. radioresistens, A. ursingii e A. guillouiae) isoladas em São Paulo e Porto Alegre, possuem o gene blaNDM-1 albergados em um mesmo plasmídeo não tipável de 41.087 pb. A avaliação da clonalidade dos isolados de Enterobacter hormaechei \"subsp. oharae\" mostrou dois perfis diferentes através da técnica de PFGE, sendo que todos os microrganismos foram isolados de um surto no mesmo hospital no Rio de Janeiro. Isolados de Klebsiella pneumoniae de uma mesma paciente internada em hospital em Salvador, de sítios distintos - swab retal, hemocultura e urina, em ordem cronológica - obtiveram o mesmo perfil clonal pela técnica de PFGE. O mesmo ocorreu com três isolados de Escherichia coli, de um mesmo paciente do Rio de Janeiro, em amostras de swab retal. Os achados deste estudo evidenciam que no Brasil, Nepal, Marrocos e Índia há uma disseminação do gene blaNDM-1 mediada por um novo elemento móvel designado Tn3000 em enterobactérias. A detecção de um mesmo plasmídeo em diferentes espécies de Acinetobacter evidencia que neste gênero bacteriano, no Brasil, a disseminação do gene blaNDM-1 ocorre por conjugação. / Carbapenems are the antimicrobials most widely used in the empirical treatment of severe infections caused by Gram-negative bacilli. The selective pressure generated by the use of these antibiotics over the last three decades has contributed to the spread of enterobacteria and Gram-negative non-fermenting producing carbapenemases, mainly KPC and NDM. Genes encoding these enzymes are usually located in plasmids and/or transposons. Currently the most accepted hypothesis is that the blaNDM-1 gene is a chimera created in Acinetobacter baumannii. The NDM-1 was described in a patient from India and subsequently was reported to be broadly disseminate in this country. The epidemiology that has been observed in cases detected in Europe and United States is traveling to India, but no autochthonous cases. In Brazil, the first cases were identified in Rio Grande do Sul, and then in Rio de Janeiro and São Paulo. Differently from the cases described in Europe and North America, the cases from Brazil have no epidemiological link with India. The complete sequencing of plasmids and chromosomes harboring blaNDM gene will understanding how the dissemination of this resistance mechanism in Brazil occurs. In this work we will be evaluate the susceptibility profile of the isolates, and their conjugal capacity and clonality. Of the twenty-eight samples used in this study, thirteen of them belong to the species Enterobacter hormaechei, one to Citrobacter freundii, seven to Escherichia coli, four to Klebsiella pneumoniae and three to the genus Acinetobacter sp. The first two isolates included in this study (Escherichia coli and Enterobacter hormaechei) were isolated in August 2013, from the same rectal swab sample from a patient from Rio de Janeiro that never traveled abroad. Complete sequencing of plasmid DNA using Illumina platform and annotation of both plasmids harboring the blaNDM-1 gene revealed that they belong to different incompatibility groups, IncFIIK (E. hormaechei) and IncX3 (E. coli), and are harbor to a new transposon designated Tn3000. The comparison of the Tn3000 nucleotide sequence with those available at GenBank shows that the same structure is present in plasmids from other Porto Alegre and also in different continents. The Acinetobacter species (A. radioresistens, A. ursingii and A. guillouiae) isolated in São Paulo and Porto Alegre, have the blaNDM-1 gene harbored in a single non-typing plasmid of 41,087 bp. The evaluation of clonal relationship of Enterobacter hormaechei \"subsp. oharae\" showed two different profiles by PFGE technique; of note all microorganisms were isolated from an outbreak in the same hospital in Rio de Janeiro. Isolates of Klebsiella pneumoniae from a single patient hospitalized in Salvador, from different anatomical sites - rectal swab, blood culture and urine, in chronological order - obtained the same clonal profile by the PFGE technique. The same occurred with three Escherichia coli isolates, from the same patient from Rio de Janeiro, in swab rectal strains. Our findings suggest that in Brazil, Nepal, Morocco and India there is a spread of blaNDM-1 gene mediated by Tn3000 in enterobacteria. The detection of a same plasmid in different species of Acinetobacter shows that in this bacterial genus, in Brazil, the dissemination of the blaNDM-1 gene occurs by conjugation.