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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/69006
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03 Saúde e Bem-Estar09 Indústria, inovação e infraestrutura
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CARACTERIZAÇÃO FENOTÍPICA E MOLECULAR DA RESISTÊNCIA MICROBIANA EM ISOLADOS DE KLEBSIELLA SPP. PROVENIENTES DE UNIDADES DE TERAPIA INTENSIVA DE PORTO VELHO/RO
Klebsiella spp.
β-lactamases
Unidades de Terapia Intensiva
Rodrigues, Renata Santos | Date Issued:
2024
Alternative title
Phenotypical and molecular characterization of microbial resistance in isolates of Klebsiella spp. from Intensive Care Units in Porto Velho/ROAuthor
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
As infecções relacionadas à assistência à saúde (IRAS) são consideradas o evento adverso que frequentemente ameaçam a segurança dos pacientes, com risco significativamente maior nas Unidades de Terapia Intensiva (UTI). Entre os patógenos isolados, encontra-se Klebsiella spp., uma bactéria Gram-negativa, que tem desenvolvido resistência aos antimicrobianos através de vários mecanismos. Este estudo objetivou realizar a caracterização fenotípica e molecular da resistência microbiana em isolados de Klebsiella spp. provenientes de amostras clínicas de pacientes, profissionais da saúde e superfícies hospitalares de UTIs em Porto Velho, Rondônia. As coletas foram realizadas entre os meses de dezembro/2017 a fevereiro/2018, dezembro/2018 a janeiro/2019 e novembro de 2020, em UTIs de três hospitais da rede pública de Porto Velho. A identificação bacteriana foi feita por PCR e sequenciamento do gene 16S (rRNA). A suscetibilidade aos antimicrobianos foi avaliada por disco-difusão e microdiluição em caldo. A formação de biofilme foi analisada por ensaios de aderência em placas de microtitulação. A produção fenotípica de βlactamases de espectro estendido (ESBL) e de carbapenemases foi realizada pelo teste de aproximação de discos e disco combinado. A pesquisa dos genes de resistência foi feita por PCR convencional. Os polimorfismos genéticos foram analisados por eletroforese de campo pulsado em gel de agarose (PFGE) e a análise filogenética através de MLST (Multilocus Sequencing Typing), em ambos os casos foram selecionados isolados de K. pneumoniae multirresistentes (MDR) e positivos para blaCTX-M. Do total de 1.511 bactérias, 14,9% (226/1.511) foram identificadas como Klebsiella spp., sendo 62,4% (141/226) obtidas de amostras de pacientes, 23,9% (54/226) de profissionais de saúde e 13,7% (31/226) de superfícies hospitalares. K. pneumoniae foi a espécie predominantemente encontrada em amostras de pacientes (78%) e superfícies hospitalares (90,3%) e K. aerogenes em profissionais intensivistas (38,9%). A axila (43,3%), cavidade bucal (42,6%), cavidade nasal (70,4%) e aparelhos de ventilação mecânica (19,4%) foram os locais de coleta com maior frequência de isolamento. Klebsiella spp. obtidas de pacientes hospitalizados e de superfícies hospitalares mostraram altos percentuais de resistência (>50%) aos antibióticos cefuroxima, cefotaxima, ceftriaxona, ciprofloxacina e aztreonam e elevada taxa de MDR, com maior suscetibilidade aos carbapenêmicos, amicacina e polimixina B. Bactérias oriundas de profissionais de saúde apresentaram baixos percentuais de resistência. A produção fenotípica de ESBL e carbapenemases foi detectada em 29% e 15% dos isolados, respectivamente. A formação de biofilme foi observada em 58,4% das bactérias. A positividade para os genes codificadores de ESBL foi de 95%, 75% e 70% para blaTEM, blaSHV e blaCTX-M, respectivamente. Não foi evidenciada a presença de genes blaNDM, blaOXA-48, blaIMP, blaVIIM, blaGES, blaSPM e mcr-1, havendo amplificação somente para blaKPC em 17% das amostras. Através do PFGE, foram identificados 33 grupos clonais (A-G1), sendo os grupos F e G com maior número de isolados. O MLST evidenciou a ocorrência de 18 Sequence Types (ST), sendo o ST629 o mais prevalente, seguido do ST11, ST15, ST307 e ST101. Quatro novos STs foram determinados. Os resutados do PFGE e MLST demonstraram que ocorreu a disseminação clonal de K. pneumoniae MDR nas UTIs de Porto Velho/RO. Esses achados enfatizam a necessidade do monitoramento constante da resistência antimicrobiana em âmbito hospitalar e a adoção de medidas para mitigação da propagação desses patógenos.
Abstract
Healthcare-related infections (HAIs) are considered the adverse event that frequently affects patient safety, with a significantly higher risk in Intensive Care Units (ICUs). Among the pathogens isolated is Klebsiella spp., a Gram-negative bacterium that has developed resistance to antimicrobials through various mechanisms. The aim of this study was to perform phenotypic and molecular characterization of microbial resistance in isolates of Klebsiella spp. from clinical samples of patients, healthcare professionals and ICU hospital surfaces in Porto Velho, Rondônia. The samples were collected from December 2017 to February 2018, December 2018 to January 2019 and November 2020 in the ICUs of three public hospitals in Porto Velho. Bacterial identification was done by PCR and sequencing of the 16S (rRNA) gene. Antimicrobial susceptibility was assessed by disk diffusion and broth microdilution. Biofilm formation was analyzed by adherence tests on microtiter plates. The phenotypic production of extended-spectrum β-lactamases (ESBL) and carbapenemases was carried out using the disc approximation and combined disc test. Resistance genes were tested by conventional PCR. Genetic polymorphisms were analyzed by pulsed-field agarose gel electrophoresis (PFGE) and phylogenetic analysis by MLST (Multilocus Sequencing Typing). In both cases, multidrug-resistant (MDR) K. pneumoniae isolates positive for blaCTX-M were selected. Of the total of 1,511 bacteria, 14.9% (226/1,511) were identified as Klebsiella spp., with 62.4% (141/226) obtained from patient samples, 23.9% (54/226) from healthcare professionals and 13.7% (31/226) from hospital surfaces. K. pneumoniae was the species predominantly found in samples from patients (78%) and hospital surfaces (90.3%) and K. aerogenes in intensive care professionals (38.9%). The axilla (43.3%), oral cavity (42.6%), nasal cavity (70.4%) and mechanical ventilation devices (19.4%) were the collection sites with the highest frequency of isolation. Klebsiella spp. obtained from hospitalized patients and hospital surfaces showed high percentages of resistance (>50%) to the antibiotics cefuroxime, cefotaxime, ceftriaxone, ciprofloxacin and aztreonam and a high MDR rate, with greater susceptibility to carbapenems, amikacin and polymyxin B. Bacteria from healthcare workers showed low percentages of resistance. Phenotypic production of ESBL and carbapenemases was detected in 29% and 15% of the isolates, respectively. Biofilm formation was observed in 58.4% of the bacteria. Positivity for ESBL-encoding genes was 95%, 75% and 70% for blaTEM, blaSHV and blaCTX-M, respectively. There was no evidence of the presence of blaNDM, blaOXA-48, blaIMP, blaVIIM, blaGES, blaSPM and mcr-1, with amplification only for blaKPC in 17% of the samples. PFGE identified 33 clonal groups (A-G1), with groups F and G having the highest number of isolates. MLST revealed the occurrence of 18 Sequence Types (ST), with ST629 being the most prevalent, followed by ST11, ST15, ST307 and ST101. Four new STs were determined. The PFGE and MLST results showed that clonal dissemination of K. pneumoniae MDR occurred in the ICUs of Porto Velho/RO. These findings emphasize the need for constant monitoring of antimicrobial resistance in hospitals and the adoption of measures to mitigate the spread of these pathogens.
Keywords in Portuguese
Resistência MicrobianaKlebsiella spp.
β-lactamases
Unidades de Terapia Intensiva
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