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Title: Detecção de bactérias multirresistentes aos antimicrobianos em esgoto hospitalar no Rio de Janeiro
Advisor: Asensi, Marise Dutra
Members of the board: Zahner, Viviane
Silva, Dalton Marcondes
Fracalanzza, Sergio Eduardo Longo
Assef, Ana Paula D'Alincourt Carvalho
Costa, Filipe Anibal Carvalho
Authors: Chagas, Thiago Pavoni Gomes
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: Drogas antimicrobianas e bactérias resistentes aos antimicrobianos estão disseminadas em grandes quantidades no ambiente, como resultado do aumento e freqüente uso indiscriminado dos antibióticos. Bactérias e seus genes de resistência têm sido detectados em diferentes ambientes, tais como esgoto hospitalar, esgoto doméstico e águas de rios contaminados. O esgoto hospitalar é um importante poluente, representando riscos para a saúde pública se chegar aos sistemas de distribuição. Ambientes fortemente seletivos, como os hospitais, permitem a geração bactérias resistentes, as quais podem ser lançadas no esgoto hospitalar. O presente trabalho tem como objetivo investigar a presença bactérias resistentes aos antimicrobianos em efluentes de uma estação de tratamento de esgoto hospitalar no Rio de Janeiro, avaliando o potencial do sistema de tratamento para a eliminação de micro-organismos. A estação de tratamento de esgoto fica localizada na região metropolitana. O sistema de lodo ativado por aeração prolongada é constituído por três partes básicas: o tanque de aeração, o decantador e o tanque de cloração. Vinte e quatro amostras de esgoto foram coletadas no período de Julho a Dezembro de 2008. Oito amostras (1000 mL) foram coletadas a partir de diferentes pontos: afluente, efluente do tanque decantador e efluente clorado. Micro-organismos indicadores também foram investigados. Os isolados bacterianos foram identificados a partir de provas bioquímicas convencionais. A sensibilidade aos antimicrobianos das bactérias isoladas foi determinada através do método fenotípico de difusão em ágar, de acordo com as orientações do Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). A identificação da produção fenotípica de beta-lactamases de espectro estendido e de carbapenemases entre os isolados também seguiram as recomendações do CLSI. Ensaios de PCR foram processados para a identificação dos genes blaKPC, blaTEM, blaSHV e blaCTX-M. A genotipagem das amostras bacterianas foi realizada por eletroforese em gel de campo pulsado. Concentrações significativas de coliformes totais e fecais foram detectadas nos efluentes hospitalares. Um total de 226 isolados foi identificado, entre os quais 213 (94%) pertenciam à família Enterobacteriaceae. Outros grupos de micro-organismos, como Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii e Aeromonas spp., foram também observados. A maioria das cepas era sensível ao imipenem e ao meropenem; e resistente à cefalotina, à cefotaxima e ao sulfametoxazol-trimetoprim. O fenótipo de ESBL foi caracterizado em 97 (43%) isolados. Os produtores de ESBL mais comuns foram: Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae e Escherichia coli. Micro-organismos patogênicos e altas taxas de resistência ainda puderam ser observados nos efluentes clorados. Os genes blaTEM, blaSHV e blaCTX-M foram detectados em 82%, 48% e 67% dos isolados do efluente hospitalar, respectivamente. Em muitos isolados, a ocorrência de mais de um tipo de ESBL foi observada, sendo a associação dos tipos TEM e CTX-M a mais frequente. O gene blaKPC foi detectado em dois isolados do efluente. Foi possível observar isolados clínicos e do esgoto geneticamente relacionados. Concluímos que, apesar do tratamento, o esgoto hospitalar pode ser considerado um veículo ambiental de disseminação de bactérias multirresistentes. A ocorrência destes micro-organismos nos efluentes é preocupante e tem impacto sobre a saúde pública. Medidas urgentes são necessárias para enfrentar este problema. Vale ressaltar que, em muitos países em desenvolvimento, os efluentes hospitalares não recebem tratamento adequado.
Abstract: Antimicrobial drugs and antimicrobial - resistant bacteria are discharged in large quantities in the environment as a result of increasing ly frequent and indiscriminate use of antibiotics . Antimicrobial - resistant bacteri a and antimicrobial - resistant genes have been detected in different environments, such as domestic sewage, hospital sewage and sewage - contaminated river waters. Hospital sewage is an important pollutant , representing risks to public health if it reaches th e distribution system. The occurrence of strongly selective environments, such as hospitals, leads to an incre ase of multiresistant bacteria, which can be released in hospital sewage. The aim of this study was to investigate the antimicrobial - resistant bac teria isolated from a hospital sewage treatment plant in Rio de Janeiro city, evaluating the treatment plant’s potential to remove these microorganisms. The sewage treatment plant serve a hospital located in the metropolitan area of the Rio de Janeiro city (RJ), Brazil. The extended aeration activated sludge plant is divided into three parts, an aeration tank, a clarifier tank and a chlorine contact tank. During the study, twenty - four sewage samples were collected in the period from July to December 2008. E ight samples (1000 ml) were collected on each day from the following: influent; clarifier tank effluent; and chlorine contact tank effluent. Total and faecal coliforms concentrations were also determined . Isolates were identified using established biochemi cal procedures. The antimicrobial susceptibilities of bacterial isolates were determined using the agar diffusion method according to Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) guidelines. Isolates were screened for the KPC - and ESBL - producing phen otype according to the CLSI. PCR experiments were used for the molecular detection of bla KPC , bla TEM , bla SHV and bla CTX - M genes. The genetic relat ionships of isolates were determined by PFGE. High concentrations of total and faecal coliforms were detected in the influent , clarifier tank and chlorine contact tank effluent. A total of 226 isolates were identified, among which 213 (94%) were Enterobacteriaceae . In addition , Pseudomonas aeruginosa , Acinetobacter baumannii and Aeromonas spp . in hospital effluent were observed . The majority of the strai ns were susceptible to imipenem and meropenem and resistant to cefalothin, cefotaxime and trimethoprim - sulphametoxazole. ESBL phenotype was characterized in 97 (43%) isolates. The most common ESBL - producing isolates were: Klebsiella pneumoniae , Enterobacter cloacae , and Escherichia coli . Pathogenic microorganisms and higher antimicrobial resistance rates were detected in chlorine contact tank effluent. The bla TEM , bla SHV and bla CTX - M genes were detected in 82%, 48% a nd 67% of isolates respectively. Many of the isolates harboured other β - lactam resistance enzymes and the a ssociation of types TEM and CTX - M was more frequent. The bla KPC was detected in isolates from effluents. PFGE analysis revealed clonal types among cl inical isolates and isolates from effluents. Despite the treatment of the wastewater, hospital effluent may be considered as a potential environmental vehicle of multiresi s tant microorganisms. The occurrence of multiresistant bacteria isolates in hospital effluents is worrisome and has a real impact on public health. Urgent measures are necessary in order to counteract this problem. It should be noted that effluents from hospitals in developing countries do not receive adequate treatment
Keywords: Bacteria
Hospital wastewater
Resistance
ESBL
KPC
keywords: Bactérias
Efluente hospitalar
Resistência
ESBL
KPC
Rio de Janeiro
Superbactéria KPC
DeCS: Bactérias
Esgotos
beta-Lactamases
Klebsiella pneumoniae
Infecções por Klebsiella
Anti-Infecciosos
Hospitais
Resistência Microbiana a Medicamentos
Issue Date: 2011
Publisher: Instituto Oswaldo Cruz
Citation: CHAGAS, Thiago Pavoni Gomes. Detecção de bactérias multirresistentes aos antimicrobianos em esgoto hospitalar no Rio de Janeiro. 2011. 147 f. Dissertação (Mestrado em Medicina Tropical) – Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2012.
Date of defense: 2011-02-24
Place of defense: Rio de Janeiro/ RJ
Department: Pós-Graduação em Medicina Tropical
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGMT - Dissertações de Mestrado

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