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Previous issue date: 2015-04-14 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / O gênero Klebsiella compreende bactérias em forma de bastonete, gram-negativas e imóveis que pertencem à família Enterobacteriaceae. As espécies Klebsiella pneumoniae e Klebsiella oxytoca, patógenos oportunistas, são as mais importantes, sob o ponto de vista da clínica. Estas espécies têm sido relacionadas a um número crescente de infecções hospitalares multirresistentes. K. pneumoniae é classificada em três grupos filogenéticos: KpI, KpII e KpIII e os genes que codificam as \03B2-lactamases de classe A cromossômicas SHV, OKP e LEN, estão relacionadas à estes grupos, respectivamente. Da mesma forma, o gene blaOXY codifica a \03B2\2013lactamase de classe A cromossômica que caracteriza a espécie K. oxytoca. blaSHV é um gene cromossômico e plasmidial que codifica \03B2\2013lactamases de espectro restrito (NSBLs) e estendido (ESBL). Até o momento, 183 alelos de blaSHV foram identificados, mas o espectro de atividade de vários destes alelos ainda não foi determinado. As \03B2-lactamases LEN são codificadas em cromossomos e são NSBLs. Recentemente a espécie K. variicola foi identificada. Esta espécie se caracteriza pela fixação de nitrogênio e nenhum gene constitutivo de \03B2-lactamase foi associado à esta espécie. Este estudo objetivou determinar o espectro de resistência de alelos de blaSHV identificados em K. pneumoniae e também identificar, em nível de espécie, isolados carreadores do gene blaLEN. Por PCR e sequenciamento, alelos de blaSHV e blaLEN foram definidos comparando suas sequências com bancos de dados usando as ferramentas blastN e blastP
Estes genes foram clonados e expressos em sistema heterólogo, e o espectro de resistência dos transformantes foi avaliado. A taxonomia genômica dos isolados deste gênero foi realizada com base em sequências de genes recuperados de genomas de espécies de Klebsiella e aplicou-se as abordagens MLSA, rMLST e cgMLST. Identificamos blaSHV-28 (n=2), blaSHV-110 (n=1) e alelos novos de blaSHV (n=3). Os transformantes para estes genes apresentaram resistência à amoxicilina, ampicilina e piperacilina, o que corresponde a um espectro restrito de resistência. Quanto a blaLEN, foram identificados oito novos alelos em nove isolados. Dois deles eram idênticos aos encontrados no genoma de K. variicola AT-22 e todos estes alelos codificam NSBLs. A taxonomia genômica de Klebsiella definiu três grupos: K. variicola, K. pneumoniae e K.oxytoca. Curiosamente, alguns isolados de K. pneumoniae agruparam com o K. variicola AT-22, sugerindo pertencerem à esta espécie. Todos os isolados do grupo K. variicola albergavam o gene blaLEN indicando que esta seria a \03B2-lactamase constitutiva de K. variicola, e, por conseguinte, que o grupo KpIII é composto por isolados de K. variicola. Aqui nós determinamos que alelos de blaSHV cromossômicos, incluindo blaSHV-28 e blaSHV-110, previamente identificados como ESBLs, são NSBLs e concluímos que K. variicola pode estar sendo subestimada em infecções humanas / The genus
Klebsiella
comprises non
-
motile, g
ra
m
-
negative, rod
-
shaped bacteria,
presenting a
polysaccharide
-
based capsule,
belonging to the Enterobacteriaceae family. The two most clinically
i
mport
ant species from the genus are the opportunistic
pathogens
Klebsiella pneumoniae
and
Klebsiella oxytoca
. These species have been related to an increasing number of multiresistant
hospital
-
acquired infections.
K. pneumoniae
is classified into three phylogen
etic groups: KpI, KpII and
KpIII. Three chromosomal class A
β
-
lactamase genes were recognized in
K pneumoniae
:
bla
SHV
,
bla
OKP
and
bla
LEN
, which are related to KpI, KpII and KpIII groups, respectively. Similarly, the
bla
OXY
gene is the chromosomal class A
β
-
lactamase that characterizes the
K. oxytoca
species. The
bla
SHV
is
a chromosomal
-
and plasmid
-
borne gene encoding narrow (NSBLs) and extended spectrum
β
-
lactamases (ESBLs). So far, 183
bla
SHV
alleles were identified but the activity spectrum of dozen of
a
lleles remain to be determined. LEN enzymes are chromosomal encoded with restrict activity against
β
-
lactams and confers resistance only to penicillins. More recently,
K. variicola
species were identified
and this species has the ability of fixing nitrogen
. There are few studies concerning this species and
no constitutive
β
-
lactamase gene has been described in this species. This study aimed to determine
the resistance spectrum of
bla
SHV
alleles identified in
K. pneumoniae
strains and also to identify, at
sp
ecies level, strains carrying
bla
LEN
chromosomal class A
β
-
lactamase gene. PCR and sequencing
were performed and
bla
SHV
, and
bla
LEN
alleles were determined by comparing their sequences with the
database using blastN and blastP tools. These genes were clone
d and expressed in a heterologous
system, and the antibiotic resistance spectrum of the transformants was evaluated by susceptibility
test. The genomic taxonomy of strains from this genus were performed based on genes from draft and
complete genome sequenc
es from
Klebsiella
species using MLSA, rMLST and cgMLST approaches.
Strains harboring
bla
SHV
-
28
(n=2),
bla
SHV
-
110
(n=1) and new
bla
SHV
alleles (n=3) were identified. All the
transformants showed resistance to amoxicillin, ampicillin, piperacill
in, ticarcil
lin
, which correspond to a
restricted spectrum of resistance. Concerning
bla
LEN
alleles, here were identified eight new alleles in
nine strains. Two of them were identical to the one found in
K. variicola
AT
-
22 genome. The antibiotic
resistance profile pre
sented by the transformants indicated that all these
bla
LEN
alleles encode for
NSBLs. The
Klebsiella
genomic taxonomy revealed three groups corresponding to
K. variicola
,
K.
pneumoniae
and
K. oxytoca
species. Curiously, some
K. pneumoniae
grouped with the
K. variicola
AT
-
22, suggesting that those strains, in fact, belong to
K. variicola
species and had been misidentified
as
K. pneumoniae
. Moreover, it was observed that all strains from
K. variicola
cluster harbored the
bla
LEN
gene. This finding indicated th
at the
bla
LEN
gene is a constitutive
K. variicola
β
-
lactamase, and
therefore, the KpIII group is composed by
K. variicola
strains. Here we determined that different
chromosomal
bla
SHV
alleles, including
bla
SHV
-
28
e
bla
SHV
-
110
, previously labeled as ESBLs, and the new
ones, are NSBLs. Also, we concluded th
at
K. variicola
can play an underestimated role in human
infections
.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/12500 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Ramos, Nilcéia de Veiga |
| Contributors | Vieira, Verônica Viana, Picão, Renata Cristina, Thompson, Cristiane Carneiro, Marin, Michel Abanto, Barroso, David Eduardo, Vicente, Ana Carolina Paulo |
| 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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