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Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Programa de Apoio a Núcleos de Excelência (PRONEX) / O perfil de resistência a antimicrobianos e análise da diversidade genética foi
analisado em 32 amostras de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga
(STEC) isoladas de infecção humana (n = 21) e das fezes de bovinos
saudáveis (n = 11) e em 12 amostras de E. coli de origem humana isoladas de
sítios extraintestinais, exceto uma delas isolada de diarréia. As amostras foram
isoladas no Estado de São Paulo. Multiresistência (resistência a ≥3 grupos de
antimicrobianos) foi observada tanto nas amostras de STEC (21/32 - 65,6%)
como nas demais E. coli estudadas (8/12 - 66.7%). As amostras de STEC
foram resistentes à tetraciclina (100%), seguida à estreptomicina (78,1%) e
trimetoprim-sulfametoxazol (56,2%). Onze amostras de STEC resistentes a
ampicilina carreavam a enzima β-lactamase TEM (blaTEM) e foram sensíveis a
todas as cefalosporinas e quinolonas analisadas. As amostras de E. coli
associadas a infecções intestinais e extraintestinais foram resistentes a um
maior número de grupos de antimicrobianos. Foi observado resistência à
estreptomicina (91,7%), tetraciclina (75%) e trimetoprim-sulfametoxazol
(66,7%). Resistência à ampicilina (58,3%) foi também identificada. Três
amostras de E. coli mostraram resistência a cefalosporinas de terceira geração,
uma delas isolada de infecção intestinal carreava blaCTX-M-14 e blaTEM-1 e outra
amostra isolada de secreção traqueal carreava blaCTX-M-15 e blaOXA-1. Cinco das
12 amostras de E. coli mostraram resistência à quinolonas. O gene da
integrase associada ao integron classe 1 (intI1) foi encontrado em 6 (28,6%)
das 21 amostras de STEC isoladas de humanos pertencentes ao sorogrupo
O111 e em uma amostra isolada de bovino (9,1%) pertencente ao sorogrupo
O118. Oito das 12 amostras de E. coli associadas a infecções intestinais e
extraintestinais apresentaram intI1 e pertenciam a vários sorotipos. As
amostras intI1 positivas carreavam plasmídeos com uma diversidade de
tamanho, mas perfil plasmidial similar foi observado em algumas delas. O
ensaio de hibridização indicou que intl1 estava localizado em plasmídeos em 5
das 7 amostras de STEC e em 6 das 8 demais amostras de E. coli. Análise dos
integrons por PCR-RFLP revelou perfil idêntico em 4 amostras de STEC e em
uma E. coli extraintestinal. Esses integrons tinham tamanho uniforme e
continham o cassete gênico aadA1. O agrupamento filogenético mostrou que a maioria das amostras de STEC pertencia ao grupo B1, enquanto os grupos A,
B2 e D foram observados entre as demais amostras de E. coli em 33,3%,
respectivamente. Quatro amostras de E. coli isoladas de infecções
extraintestinais foram denominadas como típicas E. coli patogênicas
extraintestinais (ExPEC). Entre as 44 amostras de E. coli estudadas 54,5%
apresentaram serino-proteases autotransportadoras (SPATE). A toxina
vacuolizante Vat foi identificada somente em 3 das 12 E. coli associadas a
infecções intestinais e extraintestinais, e essas amostras apresentaram fímbria
tipo 1, fator necrosante citotóxico, Alfa hemolisina e a adesina de membrana
externa, Iha (100%, 8,3%, 8,3% e 25%, respectivamente). A tipagem por PFGE
das amostras de STEC O111 e O118 mostrou uma diversidade de perfis, mas
a maioria das amostras foi agrupada em um mesmo grupo (80% a 97% de
similaridade). Por outro lado, a tipagem molecular confirmou que a maioria das
amostras de E. coli associadas a infecções intestinais e extraintestinais era
epidemiologicamente não relacionada (similaridade genética ≥80%), exceto 2
amostras de E. coli isoladas do mesmo paciente, no mesmo dia, e que
apresentaram padrões de PFGE com similaridade de 93,3%. Os plasmídeos
das amostras de E. coli associadas a infecções intestinais e extraintestinais
carreando genes de resistência e/ou virulência, acarretaram um custo biológico
de pequeno a neutro por geração, quando inseridos às amostras laboratoriais
de E. coli. Em conclusão, apesar da aquisição de genes ter interferido pouco na
capacidade das amostras de E. coli laboratoriais em se multiplicarem e
consequentemente se disseminarem, a presença de integrons e de outros
elementos genéticos móveis tanto em amostras de STEC como entre as
amostras de E. coli extraintestinais é preocupante, principalmente em relação
as amostras de E. coli extraintestinais considerando a provável aquisição de
resistência a outros antimicrobianos, como recentemente descrito aos
carbapenens. / Phenotypic and genotypic characterization of resistance to antimicrobials and
genetic diversity were analyzed in 32 Shiga Toxin-Producing Escherichia coli
(STEC) strains isolated from human infections (n = 21) and cattle feces (n =
11), and 12 human extraintestinal E. coli strains, except one isolated from
diarrhea. The E. coli strains were isolated in Sao Paulo State. Multiresistance
(resistance to ≥3 antimicrobial groups) was observed in both STEC (21/32 –
65.6%) and ExPEC strains (8/12 - 66.7%). The STEC strains were resistant to
tetracycline (100%) followed by streptomycin (78.1%) and trimethoprimsulfamethoxazole
(56.2%). The eleven STEC strains resistant to ampicilin
possessed β-lactamase TEM (blaTEM) enzyme and all strains were susceptible
to third-generation cephalosporins, and also to quinolones. On the other hand,
E. coli strains associated with intestinal and extraintestinal infections were
resistant to a larger number of antimicrobial groups than STEC. Resistance was
observed to streptomycin (91.7%), tetracycline (75%) and trimethoprimsulfamethoxazole
(66.7%). Resistance to ampicillin (58.3%) was also identified.
Three E. coli strains were non-susceptible to third-generation cephalosporins,
one isolated from diarrhea carried blaCTX-M-14 and blaTEM-1 whereas other,
isolated from tracheal secretion, carried blaCTX-M-15 and blaOXA-1. Five of the 12
E. coli strains showed resistance to quinolones. Integrase associated with class
1 integron (intI1) was detected in six (28.6%) of the 21 human STEC strains
belonging to O111 serogroup and in one (9.1%) bovine strain belonging to
O118 serogroup. Eight of the 12 E. coli strains associated with intestinal and
extraintestinal infections presented intI1 and belonged to various serotypes. The
intI1-positive isolates carried plasmids showing a diversity of sizes, but similar
plasmid profiles were observed in some strains. Southern blot hybridization
assay with intI1-specific probe indicated that intl1 was located on plasmids in
five out of the seven STEC strains and in six out of the eight E. coli strains.
Analysis of integrons by PCR-RFLP revealed identical profiles in 4 STEC
strains and in one extraintestinal E. coli strain. These integrons had a uniform
size and contained a single gene cassette aadA1. The phylogenetic grouping
showed that most of the STEC strains belonged to B1 group, while groups A,
B2 and D (33.3%), respectively were observed among the other E. coli isolates. Four E. coli strains isolated from extraintestinal infection were classified as
typical extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC). Among 44 E. coli strains
studied, 54.5% presented the Spate protease autotransporter. The Vat
vacuolating toxin was identified only in 3 of the 12 E. coli strains associated with
intestinal and extraintestinal infections, and these strains presented type-1
fimbriae, cytotoxic nectrotizing factor, alpha-hemolysin and the IrgA homologue
adhesin, Iha (100%, 8.3%, 8.3% e 25%, respectively). PFGE analysis of O111
and O118 STEC strains showed a diversity of profiles, but most of the strains
were grouped in the same cluster (80% to 97% of similarity). On the other hand,
PFGE analysis revealed that most E. coli strains associated with intestinal and
extraintestinal infections were epidemiologically unrelated, and were not
grouped in any cluster with significant similarity (≥80%), except 2 E. coli strains,
isolated at the same day from the same patient, and that presented PFGE
patterns with similarity of 93.3%. The plasmids of the E. coli strains associated
with intestinal and extraintestinal infections carrying resistance and/or virulence
genes, resulted in a low or neutral biological cost per generation, when inserted
into laboratory E. coli strains. In conclusion, despite the acquisition of genes has
shown a low interference in the ability of laboratory E. coli strains to grow and
consequently to spread, the presence of integrons and other mobile genetic
elements in both STEC and E. coli associated with extraintestinal infections is
worrisome, mainly in relation to extraintestinal E. coli strains considering the
probable acquisition of resistance to other antimicrobials, as recently reported to
carbapenems. / BV UNIFESP: Teses e dissertações
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unifesp.br:11600/10991 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Novella, Maria Cecilia Cergole [UNIFESP] |
| Contributors | Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Pignatari, Antonio Carlos Campos [UNIFESP] |
| Publisher | Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 169 f. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNIFESP, instname:Universidade Federal de São Paulo, instacron:UNIFESP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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