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Previous issue date: 2014-11-18 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A produção de carbapenemases do tipo KPC tem se tornado um importante mecanismo de resistência aos carbapenemas na família Enterobacteriaceae. Embora seja descrita predominantemente em Klebsiella pneumoniae, a enzima KPC também tem sido encontrada em diferentes espécies de Enterobacteriaceae. Contudo, pouco se sabe sobre a epidemiologia da disseminação do gene blaKPC-2 nestas outras espécies. No Brasil, a enzima KPC foi relatada inicialmente em K. pneumoniae no Recife, em 2006, mas atualmente já se encontra disseminada pelo país, onde sua incidência tem aumentado significativamente. Portanto, o objetivo desse trabalho foi realizar a caracterização molecular de amostras brasileiras produtoras de KPC pertencentes a diferentes espécies de Enterobacteriaceae (excluindo K. pneumoniae), isoladas de diferentes estados brasileiros no período de 2009 a 2011. O perfil de resistência foi avaliado por difusão em ágar e E-test. A variante alélica de blaKPC, assim como a participação do transposon Tn4401 e a análise da presença de outros genes de beta-lactamases (TEM, SHV e CTX-M) foram realizadas por PCR e sequenciamento. Análise plasmidial e hibridação foram realizadas para determinar o ambiente genético do gene blaKPC. Para a tipagem molecular foi realizado PFGE e MLST (somente para Escherichia coli)
Foram encaminhadas ao Laboratório de Pesquisa em Infecção Hospitalar da Fundação Oswaldo Cruz, 83 amostras produtoras de KPC-2 (correspondendo as espécies: Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Pantoea agglomerans, Providencia stuartii, Citrobacter freundii, Klebsiella oxytoca, Morganella morganii e Serratia marcescens) provenientes de 9 estados das regiões sudeste, nordeste e centro-oeste do país. Em amostras KPC positivas, foram encontrados altos percentuais de resistência à maioria dos antimicrobianos testados, inclusive tigeciclina (36,1% não sensíveis) e polimixina B (16,5%). As espécies mais resistentes foram E. aerogenes, E. cloacae, C. freundii e K. oxytoca. A associação de KPC com outras beta-lactamases foi encontrada em 53% das amostras (45,8% produtoras de TEM, 6% produtoras de SHV e 22,9% produtoras de CTX-M). O gene blaKPC-2 foi encontrado associado a uma estrutura parcial do transposon Tn4401 com diferentes isoformas. Todas as amostras apresentaram o gene blaKPC-2 inserido em plasmídios de vários tamanhos e grupos de incompatibilidade
Observamos grande diversidade genética entre todas as espécies estudadas, mas encontramos, para algumas espécies, a presença de alguns grupos clonais prevalentes em determinados estados. A maioria das amostras de E. aerogenes pertenciam ao grupo clonal A e foram isoladas no DF e GO persistindo por 11 meses, sugerindo a possibilidade de um surto. Dessa forma, este estudo demonstrou a disseminação do gene blaKPC-2 em 9 Enterobacteriaceae de diferentes regiões do Brasil, incluindo espécies nas quais o gene não havia sido previamente descrito, como P. agglomerans e P. Stuartii. Evidenciou ainda as diversas ferramentas moleculares que o gene blaKPC-2 se beneficia para disseminar entre espécies de Enterobacteriaceae / The production of
Klebsiella pneumonia
e
carbapenemase (
KPC
)
-
type
enzymes
has become
an important mechanism of carbapenem resistance
in
the Family
Enterobacteriaceae.
Although it is predominantly d
escribed in
Klebsiella pneumoniae
,
the
KPC
enzyme
h
as also
been found in different
species
of
Enterobacteriaceae
.
Moreover
, little is known about the
epidemiology of the
dissemination
of
bla
KPC
gene in
other
Enterobacteriaceae
species
. In
Brazil, KPC
was i
nitially
described
in
K. pneumoniae
in Recife,
state of Pernambuco,
in
2006, but
currently this enzyme
is
already
d
isseminated throughout the country, where its
incidence has increased significantly.
Thus, this study aimed to perform the molecular
characte
rization of KPC
-
producing brazilian isolates belonging to different species of
Enterobacteriaceae (non
-
K. pneumoniae
) originated from different Brazilian states between
2009 and 2011. The resistance profile was evaluated by disc
-
diffusion method and E
-
test
.
The allelic variant of the
bla
KPC
gene, as well as the participation of Tn
4401
and the presence
of other beta
-
lactamase genes (TEM, SHV and CTX
-
M) were analyzed by PCR and genome
sequencing. Plasmid analysis and hibridization were used to determine the g
enetic
environment of the
bla
KPC
gene. Molecular typing was done by PFGE and MLST (only for
Escherichia coli
).
Eighty three
unique clinical isolates of Enterobacteriaceae
KPC
-
2
-
producers
were
referred to the Laboratório de Pesquisa em Infecção Hospitalar f
rom
Fundação Oswaldo Cruz
,
corresponding
to 9 different species (
Enterobacter aerogenes
,
Enterobacter cloacae
,
Escherichia coli
,
Pantoea agglomerans
,
Providencia stuartii
,
Citrobacter freundii
,
Klebsiella oxytoca
,
Morganella morganii
and
Serratia marcescen
s
)
isolated from 9 states located in northeast, southeast and central regions
of Brazil
. High
resistance rates towards most of the antimicrobial agents tested, including tigecycline (36.1%
nonsusceptible) and polymyxin B (16.5%) were detected.
E. aerogenes
,
E. cloacae
,
C.
freundii
and
K. oxytoca
were the most resistant species. The association of the
bla
KPC
-
2
gene
with other beta
-
lactamase genes was found in 53% of the isolates (45.8% producing TEM,
6% producing SHV and 22.9% producing CTX
-
M). The
bla
KPC
-
2
gene was found associated
with a partial Tn
4401
structure with different isoforms. All of the isolates had the
bla
KPC
-
2
gene inserted within plasmids of different sizes and incompatibility groups. We found great
clonal diversity among all of the studied sp
ecies, but we found the presence of a few
prevalent clonal groups in some regions. The majority of
E. aerogenes
isolates belonged to
clonal group A, isolated from the central regions of Brazil (GO and DF), persisting for 11
months, suggesting the possibili
ty of an outbreak. Therefore, this study demonstrated the
dissemination of the
bla
KPC
-
2
gene among different Enterobacteriaceae in Brazil,
includingspecies in which this gene was
not previously reported, such as
P. agglomerans
and
P. stuartii
.
The study al
so
showed the different molecular tools in which the
bla
KPC
-
2
gene
benefits to disseminate between
Enterobacteriaceae.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/9309 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Tavares, Carolina Padilha |
| Contributors | Moraes, Milton Ozório de, Pellegrino, Flávia Lúcia Piffano Costa, Marques, Elizabeth de Andrade, Leão, Robson de Souza, Gomes, Marisa Zenaide Ribeiro, Assef, Ana Paula D'Alincourt Carvalho |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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