Les betalactamases AmpC plasmídiques (pACBL) es varen descriure a
finals de la dècada dels 80 i es caracteritzen per presentar un patró fenotípic
indistingible a la hiperproducció d’una betalactamasa AmpC cromosòmica,
sent per tant resistents a les penicil·lines, cefalosporines de primera, segona i
tercera generació, monobactàmics i combinacions amb inhibidors, mantenintse
únicament sensibles a cefalosporines de quarta generació i carbapenèmics.
La detecció de les pACBL suposa tot un repte per als laboratoris de
microbiologia clínica degut a la falta de mètodes fenotípics estandarditzats. En
l’estudi nacional de control de qualitat que hem realitzat, s’observa que la
capacitat dels centres espanyols per a detectar i informar la producció de
betalactamases d’espectre ampliat (BLEA) en aïllats de Klebsiella pneumoniae i
Escherichia coli és molt superior a la capacitat per a detectar i informar la
producció d’enzims AmpC en aquestes espècies. Recentment s’han
desenvolupat mètodes comercials per a la detecció fenotípica de pACBL al
laboratori. El problema és que aquests mètodes no són vàlids per a detectar
pACBL en microorganismes productors d’una AmpC cromosòmica natural. No
obstant, la presència de colònies situades a la proximitat dels halos d’inhibició
de cefoxitina, cefotaxima, ceftazidima i aztreonam s’ha descrit com un possible
indicador de la presència d’aquests enzims en Escherichia coli. Aquesta va ser
l’única eina fenotípica que ens ha permès sospitar la presència d’una pACBL
en una soca productora d’una AmpC cromosòmica natural, descrivint per
primer cop una pACBL en una soca de Serratia marcescens. En aquest estudi,
s’ha suggerit també la transferència horitzontal in vivo d’un plasmidi de 70 kb
portador dels gens blaDHA-1 i qnrB entre aïllats de S. marcescens i d’E. coli.
L’increment del nombre de soques productores de pACBL i els escassos
estudis de prevalença d’aquests enzims a l’Estat Espanyol va propiciar la
realització d’un estudi per a determinar la prevalença de pACBL en
enterobacteris sense AmpC cromosòmica induïble. Les soques d’estudi foren
aïllades entre 1999 i 2007 a l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. Encara
que la prevalença global ha estat del 0,4%, s’observa un increment significatiu
del 0,06% el 1999 a l’1,3% el 2007. Proteus mirabilis ha sigut l’espècie
productora de pACBL més prevalent (1%). Del total de 117 pACBL
caracteritzades durant aquest període, CMY-2 és l’enzim majoritari (67%),
seguit de DHA-1 (26%). Altres pACBL aïllades amb menor proporció són
ACC-1, CMY-4, CMY-25, CMY-27 i CMY-40, sent les tres últimes variants de
CMY-2 descrites per primer cop.
El continu augment de la prevalença d’aquests enzims es deu
principalment a la disseminació dels gens ampC per transferència horitzontal.
A dia d’avui, encara existeix poca informació disponible sobre el tipus de
vectors implicats en la seva expansió. És per aquest motiu que es va procedir a la caracterització dels vectors que mobilitzen els gens ampC en la col·lecció
de soques del present estudi. Els resultats han mostrat que els gens ampC
estan mobilitzats per plasmidis en el 84% (98/117) de les soques mentre que
en el 6% (7/117) dels casos es mobilitzen via Integrative conjugative elements
(ICE) de la família SXT/R391. L’anàlisi plasmídica mostra una estreta relació
entre el gen ampC i el plasmidi implicat. En el 6% dels casos on els gens ampC
han estat mobilitzats per ICE, es tracta de soques de P. mirabilis productores
de blaCMY-2. El fet que un ICE sigui el responsable de la mobilització dels gens
blaCMY-2 en el 37% de les soques de P. mirabilis i que recentment s’hagi aïllat
una soca de P. mirabilis portadora de blaCMY-2 al Japó fa pensar que aquests
elements juguen un paper molt important en la disseminació de blaCMY-2,
almenys en aquesta espècie en els darrers anys. El transposó Tn10 sembla ser
el responsable de la mobilització de blaCMY-2 a l’interior de l’ICE.
Els entorns genètics dels gens blaCMY-2,-4,-25,-27 i -40 i blaACC-1 explorats són
molt conservats, relacionant-se en tots els casos amb l’element mòbil ISEcp1.
En canvi, els entorns genètics dels gens blaDHA-1 presenten una major
variabilitat, relacionant-se principalment amb els gens conservats de l’extrem
3’CS d’un integró de classe 1, qacEΔ1 i sul1, i l’element mòbil IS26.
De la mateixa manera que ocorre amb les soques portadores de BLEA,
els plasmidis que vehiculen els gens ampC solen contenir altres gens que
confereixen resistència a altres famílies d’antibiòtics, limitant encara més les
opcions terapèutiques. L’estudi de sensibilitat mostra un elevat grau de
resistència a la majoria dels antibiòtics no betalactàmics testats en les soques
clíniques. La resistència a àcid nalidíxic s’ha transferit per conjugació en el
62% de les soques productores de DHA-1. Des de fa uns anys s’ha constatat
una clara associació entre blaDHA-1 i els gens qnr (gens que confereixen
resistència de baix nivell a quinolones). En la majoria de casos ambdós gens
s’han trobat al mateix plasmidi, associats a integrons o transposons
compostos. La co-localització dels gens qnrB i blaDHA-1 en plasmidis d’ampli
rang d’hostatger, principalment IncL/M, s’ha demostrat en totes les soques
estudiades. L’anàlisi de l’entorn d’una d’elles revela que ambdós gens es
troben mobilitzats per un transposó IS26 compost, sent el primer cop que es
detalla aquesta estructura en una soca d’E. coli. / Plasmid-mediated AmpC -lactamases (pACBL) were first described in
the late 1980s. The phenotype of these enzymes is indistinguishable from the
phenotype of hyperproducing chromosomal AmpC -lactamases. Thus, pACBL
confer resistance to penicillins, first, second and third generation
cephalosporins, monobactams and -lactamase inhibitors, and they are only
susceptible to fourth generation cephalosporins and carbapenems.
Detecting pACBL is a great challenge for microbiological laboratories
because standardised phenotypic methods are lacking. The results of a
proficiency study that we developed and conducted in Spain showed that the
ability of microbiological laboratories to detect and report extended-spectrum
-lactamases (ESBL) in Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli was greater
than the ability to detect and report AmpC enzymes in these isolates.
Commercial methods have recently been developed to detect the pACBL
phenotype in the laboratory. Their main problem is that they do not allow
differentiation between chromosomal and acquired AmpC enzymes.
Nevertheless, the presence of scattered colonies near the edge of the inhibition
zones of cefoxitin, cefotaxime, ceftazidime and aztreonam has been described
as a possible indicator of the presence of these enzymes in Escherichia coli.
This was the only phenotypic tool that led us to suspect the presence of a
pACBL in a chromosomal AmpC producer, thus, allowing the detection of a
pACBL in a S. marcescens for the first time. Findings in this study also
suggested in vivo horizontal transfer of a 70 kb IncL/M plasmid coharbouring
blaDHA-1 and qnrB resistance genes between S. marcescens and E. coli isolates.
The increasing number of pACBL-producing isolates and the few
studies of prevalence based on these enzymes in Spain led us to conduct a
study to determine the prevalence of pACBL in Enterobacteriaceae isolates
lacking inducible chromosomal ampC genes. These isolates were collected
from 1999 to 2007 at Hospital de la Santa Creu i Sant Pau in Barcelona,
Spain (Annex III). Although the overall prevalence was 0.4%, we observed a
significant increase, from 0.06% in 1999 to 1.3% in 2007. Proteus mirabilis
showed the highest prevalence (1%). Among the 117 pACBL characterised
during this period, CMY-2 was the most predominant enzyme (67%), followed
by DHA-1 (26%). Less commonly found enzymes were ACC-1, CMY-4, CMY-25,
CMY-27 and CMY-40. The latter three CMY-2-variants mentioned are reported
in this study for the first time.
The continuous increase in the prevalence of AmpC enzymes is mainly
due to the spread of ampC genes by horizontal transfer. Nowadays, there is
little information available among the kind of vectors involved in their spread.
For this reason, we characterized vectors mobilising ampC genes. Results
show that ampC genes were mobilised by plasmids in 84% (98/117) of the strains, whereas 6% (7/117) of cases were mobilised through integrative
conjugative elements (ICE) belonging to the SXT/R391 family. Plasmid
analyses revealed a close relationship between the plasmid-mediated ampC
gene and the specific plasmid family involved. In six percent of the cases in
which ampC genes were mobilised by an ICE, all of them were CMY-2
producing P. mirabilis. The fact that an ICE was responsible for mobilising
blaCMY-2 genes in 37% of P. mirabilis isolates and that a CMY-2 producing P.
mirabilis strain was recently described in Japan suggests that these elements
play an important role in the dissemination of blaCMY-2, at least in this species
in recent years. The Tn10 transposon seems to be responsible for mobilising
blaCMY-2 inside the ICE.
The regions surrounding blaCMY-2,-4,-25,-27,-40 and blaACC-1 were highly
conserved. In all cases they were associated with the ISEcp1 mobile element.
The regions surrounding blaDHA-1 were more variable and mainly associated
with the conserved genes of the 3’CS of class 1 integrons, qacEΔ1 and sul1,
and the IS26 mobile element.
As occurs for ESBL-producing strains, plasmids carrying ampC genes
usually contain other genes that confer resistance to other antibiotic families.
This limits the therapeutic options even further. Susceptibility testing results
displayed a high level of resistance to most non--lactam agents tested in
clinical isolates. The nalidixic acid resistance determinant was transferred by
conjugation in the 62% of DHA-1-producing Enterobacteriaceae. A clear
association between blaDHA-1 and qnr genes (genes that confer a low level
resistance to quinolones) have been reported in recent years. In most cases
both genes are located on the same plasmid, associated with integrons or
composite transposons. Co-localization of qnrB and blaDHA-1 genes on broadhost-
range plasmids, all but one belonging to the IncL/M group, was
demonstrated in all the studied isolates. Analysis of the genetic environment of
one of the isolates revealed that both genes were mobilised through an IS26
composite transposon. This is the first time that this genetic structure is
detailed in an E. coli strain.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/81119 |
| Date | 25 July 2011 |
| Creators | Mata García, Caterina |
| Contributors | Mirelis Otero, Beatriz, Navarro Risueño, Ferran, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | Catalan |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 314 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.0025 seconds