Resistência aos carbapenêmicos em cepas de Pseudomonas aeruginosa não produtoras de carbapenemases: a importância do papel de OprD e AmpC
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i13.35164Palavras-chave:
Pseudomonas aeruginosa; Carbapenêmicos; Resistência; OprD; AmpC.Resumo
A resistência aos carbapenêmicos é um grande desafio para a terapia antimicrobiana em infecções causadas por Pseudomonas aeruginosa multirresistentes, pois reduz as opções terapêuticas. Este estudo investigou os mecanismos de resistência aos carbapenêmicos em seis cepas de P. aeruginosa não produtores de carbapenemases. Concentrações inibitórias mínimas para imipenem e meropenem foram determinadas por teste epsilométrico e microdiluição em caldo. Mutações no gene oprD foram investigadas por PCR e sequenciamento. Os níveis transcricionais dos genes oprD, ampC e genes de bombas de efluxo foram analisados por RT-qPCR. A detecção de atividade de efluxo e AmpC foi avaliada pela redução da CIM na presença dos inibidores: PAβN e cloxacilina, respectivamente. Cepas resistentes apresentaram níveis moderados de resistência para os carbapenêmicos avaliados. O sequenciamento do gene oprD revelou padrões de mutação semelhantes em cepas do mesmo Tipo de Sequência -ST. Um códon de parada prematuro foi detectado apenas nas cepas resistentes do ST2236. Mutações do tipo inserções e deleções, foram encontradas no gene oprD das cepas ST2237. A falha em detectar transcritos de oprD confirma a ausência desta porina nas cepas ST2237. As cepas ST2236 apresentaram baixos níveis de transcrição para oprD. MexXY-OprM foi o único sistema de efluxo superexpresso em cepas resistentes. No entanto, nenhuma atividade de efluxo e AmpC foi detectada. Altos níveis transcricionais de ampC foram encontrados em 50% das cepas resistentes não induzidas. Todas as cepas resistentes induzidas por imipem mostraram um aumento na expressão de ampC (>102 - 103 X). Concluiu-se que a redução e/ou perda de OprD associada à superexpressão de AmpC é provavelmente o principal mecanismo de resistência aos carbapenêmicos nas cepas avaliadas.
Referências
Berrazeg, M., Jeannot, K., Ntsogo Enguéné, V. Y., Broutin, I., Loeffert, S., Fournier, D., & Plésiat, P. (2015). Mutations in β-Lactamase AmpC Increase Resistance of Pseudomonas aeruginosa Isolates to Antipseudomonal Cephalosporins. Antimicrobial agents and chemotherapy, 59(10), 6248-6255.
Cabot, G., Ocampo-Sosa, A. A., Tubau, F., Macia, M. D., Rodríguez, C., Moya, B., Zamorano, L., Suaréz, C., Peña, C., Martinéz-Martinéz, L., Oliver, A. & Network for Research in Infectious Diseases (REIPI) (2011). Overexpression of AmpC and efflux pumps in Pseudomonas aeruginosa isolates from bloodstream infections: prevalence and impact on resistance in a Spanish multicenter study. Antimicrob Agents Chemother, 55(5), 1906-1911.
Castanheira, M., Deshpande, L. M., Costello, A., Davies, T. A., & Jones, R. N. (2014). Epidemiology and carbapenem resistance mechanisms of carbapenem-non-susceptible Pseudomonas aeruginosa collected during 2009-11 in 14 European and Mediterranean countries. J Antimicrob Chemother, 69(7), 1804-1814.
Chalhoub, H., Sáenz, Y., Rodriguez-Villalobos, H., Denis, O., Kahl, B. C., Tulkens, P. M., & Van Bambeke, F. (2016). High-level resistance to meropenem in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa in the absence of carbapenemases: role of active efflux and porin alterations. Int J Antimicrob Agents, 48(6), 740-743.
Codjoe, F. S., & Donkor, E. S. (2017). Carbapenem Resistance: A Review. Med Sci (Basel), 6(1).
de Almeida Silva, K. C., Calomino, M. A., Deutsch, G., de Castilho, S. R., de Paula, G. R., Esper, L. M., & Teixeira, L. A. (2017). Molecular characterization of multidrug-resistant (MDR) Pseudomonas aeruginosa isolated in a burn center. Burns, 43(1), 137-143.
de Oliveira Santos, I. C., Pereira de Andrade, N. F., da Conceição Neto, O. C., da Costa, B. S., de Andrade Marques, E., Rocha-de-Souza, C. M., Asensi, M. D., & D'Alincourt Carvalho-Assef, A. P. (2019). Epidemiology and antibiotic resistance trends in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa from Rio de janeiro - Brazil: Importance of mutational mechanisms over the years (1995-2015). Infect Genet Evol, 73, 411-415.
De Rosa, A., Mutters, N. T., Mastroianni, C. M., Kaiser, S. J., & Günther, F. (2019). Distribution of carbapenem resistance mechanisms in clinical isolates of XDR Pseudomonas aeruginosa. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 38(8), 1547-1552.
Deutsch, G., Bokehi, L. C., Silva, A. E. G. P. R., Guimarães Junior, L. M., Rodrigues, R., Esper, L. M. R., Gonzalez, A. G. M., de Paula, G. R., de Castilho, S. R., & Teixeira, L. A. (2016). Balneotherapy is a potential risk factor for pseudomonas aeruginosa colonization. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, 52(1), 125-132.
Eren, E., Parkin, J., Adelanwa, A., Cheneke, B., Movileanu, L., Khalid, S., & van den Berg, B. (2013). Toward understanding the outer membrane uptake of small molecules by Pseudomonas aeruginosa. J Biol Chem, 288(17), 12042-12053.
Eren, E., Vijayaraghavan, J., Liu, J., Cheneke, B. R., Touw, D. S., Lepore, B. W., Indic, M., Movileanu, L., & van den Berg, B. (2012). Substrate specificity within a family of outer membrane carboxylate channels. PLoS Biol, 10(1), e1001242.
Feng, W., Huang, Q., Wang, Y., Yuan, Q., Li, X., Xia, P., & Sun, F. (2021). Changes in the resistance and epidemiological characteristics of Pseudomonas aeruginosa during a ten-year period. J Microbiol Immunol Infect, 54(2), 261-266.
Goli, H. R., Nahaei, M. R., Rezaee, M. A., Hasani, A., Kafil, H. S., Aghazadeh, M., Nikbakht, M., & Khalili, Y. (2018). Role of MexAB-OprM and MexXY-OprM efflux pumps and class 1 integrons in resistance to antibiotics in burn and Intensive Care Unit isolates of Pseudomonas aeruginosa. J Infect Public Health, 11(3), 364-372.
Horner, C., Mushtaq, S., Livermore, D. M., & BSAC Resistance Surveillance Standing Committee. (2019). Potentiation of imipenem by relebactam for Pseudomonas aeruginosa from bacteraemia and respiratory infections. J Antimicrob Chemother, 74(7), 1940-1944.
Ito, A., Nishikawa, T., Ota, M., Ito-Horiyama, T., Ishibashi, N., Sato, T., Masakatsu, T., & Yamano, Y. (2018). Stability and low induction propensity of cefiderocol against chromosomal AmpC β-lactamases of Pseudomonas aeruginosa and Enterobacter cloacae. The Journal of antimicrobial chemotherapy, 73(11), 3049-3052.
Kaiser, S. J., Mutters, N. T., DeRosa, A., Ewers, C., Frank, U., & Günther, F. (2017). Determinants for persistence of Pseudomonas aeruginosa in hospitals: interplay between resistance, virulence and biofilm formation. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 36, 243-253.
Khalili, Y., Yekani, M., Goli, H. R., & Memar, M. Y. (2019). Characterization of carbapenem-resistant but cephalosporin-susceptible Pseudomonas aeruginosa. Acta Microbiol Immunol Hung, 66(4), 529-540.
Kumari, H., Balasubramanian, D., Zincke, D., & Mathee, K. (2014). Role of Pseudomonas aeruginosa AmpR on β-lactam and non-β-lactam transient cross-resistance upon pre-exposure to subinhibitory concentrations of antibiotics. J Med Microbiol, 63(Pt 4), 544-555.
Li, H., Luo, Y. F., Williams, B. J., Blackwell, T. S., & Xie, C. M. (2012). Structure and function of OprD protein in Pseudomonas aeruginosa: from antibiotic resistance to novel therapies. Int J Med Microbiol, 302(2), 63-68.
Liu, H., Kong, W., Yang, W., Chen, G., Liang, H., & Zhang, Y. (2018). Multilocus sequence typing and variations in the. Infect Drug Resist, 11, 45-54.
Livak, K. J., & Schmittgen, T. D. (2001). Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods, 25(4), 402-408.
Nordmann, P., & Poirel, L. (2019). Epidemiology and Diagnostics of Carbapenem Resistance in Gram-negative Bacteria. Clin Infect Dis, 69(Suppl 7), S521-S528.
Ocampo-Sosa, A. A., Cabot, G., Rodríguez, C., Roman, E., Tubau, F., Macia, M. D., Moya, B., Zamorano, L., Suaréz, C., Peña, C., Domínguez, M. A., Moncalián, G., Oliver, A., & Network for Research in Infectious Diseases (REIPI). (2012). Alterations of OprD in carbapenem-intermediate and -susceptible strains of Pseudomonas aeruginosa isolated from patients with bacteremia in a Spanish multicenter study. Antimicrob Agents Chemother, 56(4), 1703-1713.
Pacheco, T., Bustos-Cruz, R. H., Abril, D., Arias, S., Uribe, L., Rincón, J., García, J-C., & Escobar-Perez, J. (2019). Coharboring. Antibiotics (Basel), 8(3), 98.
Pereira, A.S., Shitsuka, D. M., Parreira, F.J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [e-book]. Santa Maria. Ed. UAB/NTE/UFSM. Disponível em: https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1
Petrova, A., Feodorova, Y., Miteva-Katrandzhieva, T., Petrov, M., & Murdjeva, M. (2019). First detected OXA-50 carbapenem-resistant clinical isolates Pseudomonas aeruginosa from Bulgaria and interplay between the expression of main efflux pumps, OprD and intrinsic AmpC. J Med Microbiol, 68(12), 1723-1731.
Pragasam, A. K., Raghanivedha, M., Anandan, S., & Veeraraghavan, B. (2016). Characterization of Pseudomonas aeruginosa with discrepant carbapenem susceptibility profile. Ann Clin Microbiol Antimicrob, 15, 12.
Quale, J., Bratu, S., Gupta, J., & Landman, D. (2006). Interplay of efflux system, ampC, and oprD expression in carbapenem resistance of Pseudomonas aeruginosa clinical isolates. Antimicrob Agents Chemother, 50(5), 1633-1641.
Rodríguez, M. C., Ruiz del Castillo, B., Rodríguez-Mirones, C., Romo, M., Monteagudo, I., & Martínez-Martínez, L. (2010). Molecular characterization of Pseudomonas aeruginosa isolates in Cantabria, Spain, producing VIM-2 metallo-beta-lactamase. Enferm Infecc Microbiol Clin, 28(2), 99-103.
Rodríguez-Martínez, J. M., Poirel, L., & Nordmann, P. (2009). Extended-spectrum cephalosporinases in Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother, 53(5), 1766-1771.
Tamma, P. D., Doi, Y., Bonomo, R. A., Johnson, J. K., Simner, P. J., & Group, A. R. L. (2019). A Primer on AmpC β-Lactamases: Necessary Knowledge for an Increasingly Multidrug-resistant World. Clin Infect Dis, 69(8), 1446-1455.
Wi, Y. M., Greenwood-Quaintance, K. E., Schuetz, A. N., Ko, K. S., Peck, K. R., Song, J. H., & Patel, R. (2018). Activity of Ceftolozane-Tazobactam against Carbapenem-Resistant, Non-Carbapenemase-Producing Pseudomonas aeruginosa and Associated Resistance Mechanisms. Antimicrob Agents Chemother, 62(1).
Xu, C., Wang, D., Zhang, X., Liu, H., Zhu, G., Wang, T., Cheng, Z; Wu, W., Bai, F., & Jin, Y. (2020). Mechanisms for Rapid Evolution of Carbapenem Resistance in a Clinical Isolate of Pseudomonas aeruginosa. Frontiers in Microbiology, 11, 1390.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Keila de Cássia Ferreira de Almeida Silva; Felipe Lopes Teixeira; Diana Legal Ferreira Paiva ; Isabelle Ruiz Martins ; Laurent Emmanuel Dardenne ; Fábio Lima Custódio; Isabella Alvim Guedes ; Geraldo Renato de Paula; Lenise Arneiro Teixeira
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
