Estudio de la diversidad de B-lactamasas e integrones en cepas multirresistentes de Pseudomonas aeruginosa de origen hospitalario

Abstract

ABSTRACT: A common mechanism of resistance of Pseudomonas aeruginosa to β-lactam antibiotics is the production of β-lactamases that show different substrate affinity, especially extended spectrum β-lactamases (ESBL) and metallo β-lactamase (MBL). The aim of this work was to study the potential presence of ESBL and MBL in 14 P. aeruginosa strains resistant to imipenem and ceftazidime, which were isolated in a hospital level third in Mexico. Over 70% of the isolates showed resistance to nearly all 21 antibiotics tested, including β-lactams, aminoglycosides, quinolones and tetracycline. A macrorestriction analysis by pulse field gel electrophoresis revealed the presence of four clonal types. Seven strains from different clonal types tested positive with the Etest MB. Cloning and analysis by PCR and sequencing, revealed the presence of blaGES-5, blaVIM-2, blaVIM-11, blaVIM-11b, blaVIM-11c and blaVIM-13b and blaOXA-2. Interestingly, all these genes were found alone or simultaneously in the P. aeruginosa strains in five different ways: , < blaGES-5, blaVIM-11>, < blaGES-5, blaVIM-2, blaVIM-11>, and < blaGES-5, blaVIM-2, blaVIM-11, blaOXA-2>. In addition, in six strains class 1 integrons were detected, two of them harboring blaGES-5 or blaOXA-2 cassettes, but none of them contained blaVIM. The blaVIM genes occurred only in the chromosome, while blaGES-5 were located on the chromosome and native plasmids. This is the first report of clinical isolates of P. aeruginosa in North America carrying blaGES-5 and/or blaVIM-11, in addition to the simultaneous presence of blaVIM-2 and the blaOXA-2. These results highlight the growing threat of transferable multidrug resistance in P. aeruginosa. The simultaneous production of multiple broad spectrum transferable β-lactamases, including different variants from the same family, determine a mayor detection challenge for the clinical microbiology laboratory, and a remarkable epidemiological risk of nosocomial spread of multidrug resistance determinants.

RESUMEN: Un mecanismo común de resistencia a los antibióticos ?-lactámicos en Pseudomonas aeruginosa es la producción de ?-Lactamasas, las cuáles muestran una afinidad diferente a sustratos, especialmente las, ß-lactamasas de espectro extendido (BLEEs) “ESBL” y las metalo-?-lactamasas (MBLs). La finalidad de este trabajo fue estudiar la presencia potencial de BLEEs y MBLs en 14 aislados clínicos de P. aeruginosa resistentes al imipenem y ceftazidima, que fueron aislados en un Hospital de tercer nivel en México. Más del 70% de los aislados clínicos mostró un fenotipo de resistencia a casi todos los 21 antibióticos estudiados, incluyendo ?-lactámicos, aminoglucósidos, quinolonas y tetraciclinas. El análisis de macrorestricción por electroforesis en campos pulsados, mostraron la presencia de cuatro patrones clonales. La clonación y los análisis por PCR y secuenciación revelaron la presencia de los genes: blaGES-5, blaVIM-2, blaVIM-11 y blaOXA-2, así como las variantes: blaVIM-11b, blaVIM11c y blaVIM13b. Interesantemente estos genes se encontraron solos o simultáneamente en cinco formas distintas: , < blaGES-5, blaVIM-11>, < blaGES-5, blaVIM-2, blaVIM-11>, y < blaGES-5, blaVIM-2, blaVIM-11, blaOXA-2 >. Además en seis aislados se detectaron integrones clase 1, dos de ellos portando los casetes: blaGES-5 o blaOXA-2, pero en ninguno de ellos se asoció a blaVIM. Los genes blaVIM se localizaron solamente en el cromosoma bacteriano, mientras que blaGES-5 mostró una localización tanto cromosómica así como en plásmidos nativos. Este trabajo describe por primera vez, cepas de P. aeruginosa, portadoras de blaGES-5 y/o de blaVIM-11, en Centro y Norteamérica, además de la presencia simultánea de blaVIM-2 y blaOXA-2. Estos resultados destacan la amenaza creciente de la multirrresistencia transferible en P. aeruginosa, la producción simultánea de múltiples ?-Lactamasas de espectro extendido transferibles, incluyendo variantes diferentes de la misma familia, lo que representa un desafío en la detección oportuna en el laboratorio de microbiología clínica, además del riesgo epidemiológico notable de diseminación de determinantes de multirresistencia en los nosocomios.