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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/62009
AVALIAÇÃO FENOTÍPICA E GENOTÍPICA DE BACTÉRIAS RESISTENTES ÀS POLIMIXINAS ISOLADAS DE SWAB DE CLOACA DE FRANGOS EM GRANJAS DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
Polimixinas
Enterobacteriaceae
Avicultura
Gene mcr
Pontes, Leilane da Silva | Date Issued:
2023
Author
Co-advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
As polimixinas são classificadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como um dos antimicrobianos de maior prioridade na medicina humana. No entanto, com o amplo uso desses antimicrobianos em animais de produção e com o retorno da sua utilização na prática clínica humana, tem sido observado um aumento da resistência a essas drogas, o que é uma questão de grande preocupação. Assim, o presente estudo objetiva caracterizar fenotípica e genotipicamente amostras bacterianas resistentes às polimixinas a partir de “swab” de cloaca de frango. Para obtenção de isolados resistentes às polimixinas, os “swabs” foram semeados em meio de cultura EMB suplementado com 4 μg/mL de sulfato de colistina. As amostras que apresentaram crescimento foram identificadas por MALDI-TOF MS e submetidas ao teste de microdiluição em caldo para a determinação da concentração mínima inibitória. Apenas amostras resistentes (CIM >2 μg/mL) foram selecionadas para o estudo. A susceptibilidade a 18 antimicrobianos foi avaliada por disco difusão em ágar. Variantes alélicas do gene mcr foram pesquisadas por PCR e a determinação da diversidade genética foi realizada por PFGE. Por fim, ensaios de conjugação foram desenvolvidos para avaliação da transferência de genes de resistência às polimixinas. Das 125 amostras que cresceram no meio seletivo, 87 (69,6%) foram consideradas resistentes à polimixina, apresentando CIM que variaram de 8 μg/mL a 64 μg/mL, com CIM50= 16 μg/mL e CIM90 = 32 μg/mL. 99% (124/125) das amostras foram identificadas como Escherichia coli e 1% (1/125) como Klebsiella pneumoniae. As maiores taxas de resistência encontradas foram para o ácido nalidíxico (60,9%) e tetraciclina (58,6%). As menores taxas de resistência foram observadas para a cefoxitina (1,1%), tigeciclina (3,4%) e cloranfenicol (5,7%). 75% dos isolados foram considerados MDR. O gene mcr-1 foi identificado em 99% (86/87) dos isolados bacterianos e o mcr-5 em 1% (1/87). As demais variantes não foram detectadas em nenhuma das amostras. O ensaio de conjugação demonstrou capacidade de mobilização de plasmídeos contendo o gene mcr-1. A análise do perfil clonal das nossas amostras permitiu observar uma grande diversidade genética, não havendo um clone prevalente entre as amostras. A alta prevalência de resistência às polimixinas e a presença de gene mcr em amostras isoladas de frangos alertam para a necessidade de identificação de amostras abrigando o gene mcr, com o objetivo de monitoramento da resistência antimicrobiana e de prevenção à disseminação desses microrganismos.
Abstract
Polymyxins are classified by the World Health Organization (WHO) as one of the highest priority antimicrobials in human medicine. However, with the widespread use of these antimicrobials in food-producing animals and the return of their use in human clinical practice, an increase in resistance to these drugs has been observed, which is a matter of great concern. The present study aims to phenotypic and genotypic characterization of bacterial strains resistant to polymyxins from poultry cloacal swab. To obtain polymyxin-resistant isolates, the swabs were streaked onto EMB agar supplemented with 4 μg/mL colistin sulfate. The samples were identified by MALDI-TOF MS and submitted to the broth microdilution to determine the minimum inhibitory concentration. Only resistant samples (MIC >2 μg/mL) were selected for the study. The susceptibility to 18 antimicrobials was assessed by disk diffusion in agar. Allelic variants of the mcr gene were screened by PCR and genetic diversity was evaluated by PFGE. Finally, conjugation assays were developed to evaluate the transfer of polymyxin resistance genes. Among 125 isolates grown onto selective medium, 87 (69.6%) were polymyxins resistant, showed MIC ranging from 8 to 64 μg/mL, with MIC50= 16 μg/mL e MIC90 = 32 μg/mL. 99% (124/125) of the isolates were identified as Escherichia coli and 1% (1/125) as Klebsiella pneumoniae. The highest rates of resistance found were for nalidix acid (60.9%) and tetracycline (58.6%). The lowest resistance rates observed for cefoxitin (1.1%), tigecycline (3.4%) and chloramphenicol (5.7%). 75% of the isolates were considered MDR. The mcr-1 gene was identified in 99% (86/87) of the isolates and mcr-5 in 1% (1/87). The other variants were not detected. The conjugation assays demonstrated the ability to mobilize plasmids containing mcr-1 gene. The analysis of the clonal profile of our samples allowed us to observe a great genetic diversity, with no prevalent clone among the samples. The high prevalence of polymyxin resistance and the presence of mcr gene in poultry isolates alert to the need for identification of samples harboring the mcr gene, for the purpose of monitoring antimicrobial resistance and preventing the spread of these microorganisms.
Keywords in Portuguese
Resistência AntimicrobianaPolimixinas
Enterobacteriaceae
Avicultura
Gene mcr
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