Infecciones del tracto urinario, inmunidad y vacunación / Urinary tract infections, immunity, and vaccination

Resumen Las infecciones del tracto urinario (ITU) se consideran como una de las principales causas de morbilidad en el mundo, y Escherichia coli uropatogénica (UPEC, por sus siglas en inglés) es el agente causal asociado a estas infecciones. La alta morbilidad generada por las ITU y la limitación de tratamientos debido al aumento de la resistencia bacteriana a los diversos antibióticos inducen la búsqueda de nuevas alternativas contra estas infecciones. El conocimiento que se ha generado acerca de la respuesta inmunitaria en el tracto urinario (TU) es importante para el desarrollo de estrategias efectivas en la prevención, el tratamiento y el control de las ITU. Los avances en las herramientas de biología molecular y bioinformática han permitido generar proteínas de fusión consideradas como biomoléculas potenciales para el desarrollo de una vacuna viable contra las ITU. Las adhesinas fimbriales (FimH, CsgA y PapG) de UPEC son factores de virulencia que contribuyen a la adherencia, la invasión y la formación de comunidades bacterianas intracelulares. Pocos estudios in vivo e in vitro han mostrado que las proteínas de fusión promueven una respuesta inmunitaria eficiente y de protección contra las ITU causadas por UPEC. Adicionalmente, la vía de inmunización intranasal con moléculas inmunogénicas ha generado una respuesta en la mucosa del TU en comparación contra otras vías de inmunización. El objetivo de esta revisión fue proponer un diseño de vacuna contra las ITU causadas por UPEC, describiendo el panorama general de la infección, el mecanismo de patogenicidad de la bacteria y la respuesta inmunitaria del huésped.

Abstract Urinary tract infections (UTI) are considered one of the main causes of morbidity worldwide, and uropathogenic Escherichia coli (UPEC) is the etiological agent associated with these infections. The high morbidity produced by the UTI and the limitation of antibiotic treatments promotes the search for new alternatives against these infections. The knowledge that has been generated regarding the immune response in the urinary tract is important for the development of effective strategies in the UTI prevention, treatment, and control. Molecular biology and bioinformatic tools have allowed the construction of fusion proteins as biomolecules for the development of a viable vaccine against UTI. The fimbrial adhesins (FimH, CsgA, and PapG) of UPEC are virulence factors that contribute to the adhesion, invasion, and formation of intracellular bacterial communities. The generation of recombinant proteins from fimbrial adhesins as a single molecule is obtained by fusion technology. A few in vivo and in vitro studies have shown that fusion proteins provide an efficient immune response and protection against UTI produced by UPEC. Intranasal immunization of immunogenic molecules has generated a response in the urinary tract mucosa compared with other routes of immunization. The objective of this review was to propose a vaccine designed against UTI caused by UPEC, describing the general scenario of the infection, the mechanism of pathogenicity of bacteria, and the immune response of the host.

Pathogenic determinants of clinical Klebsiella pneumoniae strains associated with their persistence in the hospital environment

Background: Klebsiella pneumoniae is considered an opportunistic pathogen associated with nosocomial infections occurring mainly in pediatric patients, such as premature infants placed in intensive care units. The aim of this study was to characterize K. pneumoniae strains isolated from different clinical sources based on their resistance to antibiotics and the presence of virulence factors associated with their persistence in the hospital environment. Methods: Fifty clinical strains of K. pneumoniae isolated from urine, blood, catheters, and cerebrospinal fluid sources were characterized. Susceptibility testing of antibiotics was performed by the Kirby-Bauer method (Clinical Laboratory Standards Institute, 2010). The ability to form a biofilm was determined by the 96-well microplate method. Capsule and fimbrial structures were visualized by transmission electron microscopy (TEM). Adherence was evaluated on A549 and HT29 cells. Assessment for the presence and expression of the ecpA, fimH, and mrkA genes was performed by PCR and RT-PCR. Results: Clinical strains of K. pneumoniae were isolated from 48% of urine, 24% of blood, 18% of catheters, and 10% of cerebrospinal fluid. Ninety-two percent of the strains showed resistance to cefpodoxime, whereas few strains showed resistance to imipenem and meropenem (4 and 2%, respectively). The extended spectrum-type beta-lactamase (ESBL) phenotype was identified in 97% of the strains positive for resistance to third-generation cephalosporins. In addition, 88% of the strains were multidrug resistant. All strains were able to form biofilms. Capsule and fimbirial structures were visualized by TEM. Based on our adhesion assays, the A549 cell line was more permissive to K. pneumoniae strains than the HT-29 cell line. K. pneumoniae strains amplified and expressed ecpA (100/70%), fimH (98/2%), and mrkA (84/48%) genes, respectively. Conclusion: The K. pneumoniae strains exhibited features that allowed them to survive in the hospital environment (formation of biofilm) and resist antimicrobial therapy (multidrug resistant MDR strains). These strains also possessed a capsule, adhesive properties, and expression of genes encoding colonization factors that favor the selection and persistence of these strains in hospitals.

Estrategias de afrontamiento en pacientes con enfermedad renal crónica terminal en terapia de hemodiálisis en el Centro Especializado de Enfermedades Renales / Coping strategies in patients with terminal chronic renal disease in hemodialysis therapy at the Specialized Center of Renal Diseases

El objetivo fue determinar las estrategias de afrontamiento más utilizadas en pacientes con enfermedad renal crónica terminal en terapia de hemodiálisis en el centro especializado de enfermedades renales. Material y Método: El estudio fue de tipo cuantitativo, nivel aplicativo, método descriptivo, de corte transversal. La técnica fue la encuesta y el instrumento el cuestionario de (COPE) modificado, aplicado previo consentimiento informado. Resultados: En el presente estudio participaron 63 pacientes, en relación al tipo de estrategia 79 por ciento (50) utilizan más las estrategias centradas en la emoción, 21 por ciento (13) las estrategias centradas en el problema. En cuanto a la estrategia de afrontamiento centradas en la emoción del 100 por ciento (63), 75 por ciento (47) siempre "buscan la ayuda de Dios" siendo parte de la estrategia acudir a la religión, 63 por ciento (40) siempre "intentan conseguir apoyo emocional de amigos o familiares". Dentro de las estrategias de afrontamiento centradas en el problema del 100 por ciento (63), 64 por ciento (40) a menudo "hace paso a paso lo que debe hacer para superar su enfermedad" y 30 por ciento (19) que siempre "preguntan a personas con igual enfermedad lo que hicieron para superarlo". Conclusiones: La mayoría de los pacientes utilizan como estrategias de afrontamiento aquellas que están centradas en la emoción que se evidencia por el apoyo en la religión y búsqueda de soporte emocional; seguida por un porcentaje considerable de pacientes que utilizan estrategias centradas en el problema ya que tratan de cumplir las indicaciones y buscan información para enfrentar mejor el problema...

The objective was to determine the coping strategies most used in patients with end stage renal disease on hemodialysis therapy center specialized kidney disease. Material and Methods: The study was quantitative, application level, descriptive method of cross section. The technique was the survey instrument and the questionnaire of (COPE) as amended, applied prior informed consent. Results:In this study 63 patients participated in relation to the type of strategy 79 per cent (50) used more strategies focused on emotion, 21 per cent (13) strategies focused on the problem. As for the coping strategy focused on the emotion of 100 per cent (63), 75 per cent (47) always "seek the help of God" being part of the strategy turn to religion, 63 per cent (40) always "try to get emotional support from friends or family". Within coping strategies focused on the problem of 100 per cent (63), 64 per cent (40) often "do step by step what to do to overcome his illness" and 30 per cent (19) always "ask people with the same disease as they did to overcome it". Conclusions: Most patients used as coping strategies are those focused on emotion as evidenced by the support in religion and search for emotional support; followed by a considerable percentage of patients using strategies focused on the problem and trying to follow the directions and seek information to better address the problem...

Características patogénicas de cepas de Pseudomonas aeruginosa resistentes a carbapenémicos, asociadas con la formación de biopelículas / Pathogenic characteristics of Pseudomonas aeruginosa strains resistant to carbapenems associated with biofilm formation

Introducción. A escala mundial, se ha observado la aparición de cepas de Pseudomonas aeruginosa multirresistentes durante las últimas décadas. Este patógeno oportunista produce mecanismos de resistencia a diversos antibióticos. La resistencia a carbapenémicos en cepas de P. aeruginosa se ha asociado con la formación de biopelículas bacterianas, favorecidas por la presencia de exopolisacáridos (EPS) embebidos en una matriz extracelular y por la producción de los pili tipo IV (T4P). El objetivo de este trabajo fue evaluar la formación de biopelículas en cepas clínicas aisladas en el Hospital Infantil de México Federico Gómez de P. aeruginosa resistentes a carbapenémicos, a través de la cuantificación de los expolisacáridos totales-reductores y su asociación con la expresión fenotípica de los T4P. Métodos. Se realizaron ensayos de susceptibilidad antibiótica por el método de Kirby-Bauer en 92 cepas clínicas de P. aeruginosa. Asimismo, se determinó la concentración mínima inhibitoria (MIC) para imipenem (IMP) y meropenem (MEM) por el método de dilución seriada en placas con agar con un replicador de Steers. La producción de metalo-β-lactamasas fue determinada mediante la técnica de difusión en disco y de sinergismo. Las biopelículas fueron realizadas en cepas clínicas de P. aeruginosa resistentes a carbapenémicos, a través de la cuantificación de cristal violeta, azúcares totales (antrona) y azúcares reductores (DNS), además de la expresión fenotípica de los T4P por la actividad de twitching motility . La diversidad genética de las cepas formadoras de biopelículas y productoras de azúcares reductores fue evaluada mediante la técnica de electroforesis de campos pulsados (PFGE). Resultados. El 30.4% (28/92) de las cepas de P. aeruginosa de origen pediátrico fueron recuperadas de la sala de cirugía y el 50% (46/92) de muestras de orina. Los resultados por Kirby-bauer mostraron que más de 50% de la cepas de P. aeruginosa fueron resistentes a 12 diferentes antibióticos. La MIC a los carbapenémicos fue de 64 µg/ml, con 43.1% (25/58) para MEM y 56.8% (33/58) para IMP. Así mismo, la producción de metalo-β-lactamasas fue observada en 43% (25/58) para MEM, 2% (1/58) para IMP y 12% (7/58) para ambas. Los análisis mostraron que 82% (48/58) de las cepas de P. aeruginosa resistentes a carbapenémicos fueron altas formadoras de biopelículas. De éstas, 46.5% (27/58) mostraron concentraciones de EPS totales de 2000 a 6000 µg/ml y 27.5% (16/58) mostraron concentraciones de EPS reductores de 316 a 1108 µg/ml; además, 75% (44/58) de estas cepas mostraron actividad fenotípica de twitching motility . Conclusiones. La detección de azúcares totales, azúcares reductores y el fenómeno de twitching motility son factores que favorecen el desarrollo de las biopelículas en cepas clínicas de P. aeruginosa resistentes a carbapenémicos. Los datos sugieren que estos factores están involucrados en la formación de biopelículas que confieren a la bacteria la capacidad para sobrevivir, persistir y colonizar a su hospedero.

Background. In recent years, the worldwide emergence of multidrug-resistant strains of Pseudomonas aeruginosa has been observed. This opportunistic pathogen produces mechanisms of resistance to several antibiotics. The resistance to carbapenems in P. aeruginosa strains has been associated with bacterial biofilm formation, favored by the presence of exopolysaccharides (EPS) embedded in an extracellular matrix and to the production of type IV pili (T4P). We undertook this study to assess biofilm formation in clinical strains of P. aeruginosa resistant to carbapenems isolated at the Hospital Infantil de Mexico Federico Gomez (HIMFG) through quantification of total-reducing EPS and its association with the phenotypic expression of T4P. Methods. Antibiotic susceptibility tests were performed using the Kirby-Bauer method in 92 clinical isolates of P. aeruginosa ; likewise, the minimum inhibitory concentration (MIC) was determined for imipenem (IMP) and meropenem (MEM) by the serial dilution method in agar plates with a Steers replicator. Production of metallo-β-lactamase (MBL) was determined by the disk diffusion method and synergism. Biofilm formation was performed in clinical isolates of P. aeruginosa resistant to carbapenems through the quantification of crystal violet, total sugar (anthrone), and reducing sugar (DNS), in addition to the phenotypic expression of T4P activity of twitching motility. The genetic diversity of strains forming biofilm and producing reducing sugars was evaluated by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Results. There were 30.4% (28/92) of P. aeruginosa strains of pediatric origin and 50% (46/92) of urine samples that were recovered from the operating room. The results using the Kirby-Bauer method showed that >50% of P. aeruginosa strains were resistant to 12 different antibiotics. The MIC to carbapenems was 64 µg/ml, with 43.1% (25/58) for MEM and 56.8% (33/58) for IMP. Likewise, MBL production was observed in 43% (25/58) for MEM, 2% (1/58) for IMP, and 12% (7/58) for both. Qualitative and quantitative analysis showed that 82% (48/58) of P. aeruginosa strains resistant to carbapenems were high biofilm formers using the crystal violet method. Of the high biofilm forming strains, 46.5% (27/58) showed concentrations of total EPS between 2000 and 6000 µg/ml and 27.5% (16/58) showed concentrations of reducing EPS between 316 and 1108 µg/ml. In addition, 75% (44/58) of these strains showed phenotypic activity of twitching motility. Conclusions. Detection of total sugars, reducing sugars, and the phenomenon of twitching motility are factors that promote the development of biofilms in clinical strains of P. aeruginosa resistant to MBL producers to carbapenems. Our data suggest that these factors are involved in biofilm formation, which confer bacterium with the ability to survive, persist, and colonize its host.