Meropenem Efflux in Pseudomonas aeruginosa at a Tertiary Care Hospital in Jamaica / Eflujo de meropenem en Pseudomonas aeruginosa en un hospital de atención terciaria en Jamaica

ABSTRACT Objective: Several mechanisms account for carbapenem resistance in Pseudomonas (P) aeruginosa which is an emerging problem at a tertiary care hospital (TCH) in Jamaica. The observed pattern of carbapenem resistance that results from efflux mechanisms is unique because it is specific to meropenem (MEM). An investigation of efflux as a mechanism of carbapenem resistance was needed as the information obtained could inform therapeutic and infection control strategies. Methods: At the Microbiology Laboratory of a TCH in Jamaica, from May 2009 to March 2011, of 105 multidrug-resistant Gram-negative bacilli isolated from clinical specimens submitted for routine identification and susceptibility testing, all the MEM-resistant P aeruginosa isolates (a total of 10) were selected. They were tested for efflux using the efflux inhibitor phenylalanine-arginine-β-naphthylamide (PAβN) in a method described by Giske et al in 2008. Results: This study detected evidence of MEM efflux in 80% of MEM-resistant P aeruginosa implicated in nosocomial infections at this TCH in Jamaica, using the PAβN inhibition assay. Meropenem-efflux-positive isolates belonged to two unrelated chromosomal lineages. Conclusion: These results underscored the need for improved surveillance and control to prevent this mechanism from emerging in further P aeruginosa strains.

RESUMEN Objetivo: Varios mecanismos explican la resistencia al carbapenem en Pseudomonas (P) Aeruginosa - un problema que recientemente se está presentando en un hospital de atención terciaria (HAT) en Jamaica. El patrón observado de resistencia al carbapenem que resulta de los mecanismos de eflujo es único, porque es específico del meropenem (MEM). Fue necesario realizar una investigación del eflujo como mecanismo de resistencia al carbapenem, ya que la información obtenida podría usarse para las estrategias de terapia y de control de la infección. Métodos: En el Laboratorio de Microbiología de un HAT en Jamaica, de mayo de 2009 a marzo de 2011, de 105 bacilos gram-negativos polifármacorresistentes aislados de especímenes clínicos presentados para identificación de rutina y pruebas de susceptibilidad, se seleccionaron todos los aislados de P aeruginosa (un total de 10) resistentes a MEM. Estos aislados fueron sometidos a prueba de detección de eflujo, usando el inhibidor de eflujo de fenilalanina-arginina-β-naftilamida (PAβN) en un método descrito por Giske et al en 2008. Resultados: Este estudio detectó evidencia de eflujo de MEM en el 80% de P aeruginosa resistente a MEM implicado en infecciones nosocomiales en este HAT de Jamaica, usando el ensayo de inhibición PAβN. Los aislados positivos al eflujo de meropenem pertenecían a dos linajes cromosómicos no relacionados. Conclusión: Estos resultados subrayaron la necesidad de mejorar la vigilancia y el control para prevenir que este mecanismo vuelva a producirse en nuevas cepas de P aeruginosa.

Calcium as a nutrient involved in the synthesis and localization of proteins that facilitate iron uptake and efflux in enterocytes / El calcio como nutriente implicado en la síntesis y localización de proteínas que participan en la captación y eflujo del hierro en los enterocitos

Iron deficiency is the most common type of nutritional deficiency in the world, and calcium intake is low in many populations. Developing a supplement that contains both micronutrients would be an excellent method to prevent iron deficiency and increase calcium intake. Human and cellular studies have shown that calcium inhibits iron absorption. Currently, the mechanisms underlying this inhibitory effect have not been elucidated. Because calcium is involved in cell signaling pathways, it may affect the regulation of the expression or localization of proteins involved in iron uptake and efflux in enterocytes. The aim of this review was to describe the processes involved in the absorption of dietary iron and the regulation of the expression and activity of proteins involved in this absorption. Additionally, the potential mechanisms by which calcium affects the expression and localization of these proteins are also discussed.

La deficiencia de hierro es la deficiencia nutricional más común en el mundo y la ingesta de calcio es baja en la mayoría de poblaciones. El desarrollo de un suplemento que contenga ambos micronutrientes sería una excelente estrategia para prevenir la deficiencia de hierro y aumentar la ingesta de calcio. Estudios en humanos y en células han demostrado que el calcio inhibe la absorción del hierro. Actualmente los mecanismos que explican este efecto inhibitorio no están claramente dilucidados. Dado que el calcio está implicado en la señalización celular, podría afectar la regulación de la expresión y localización de proteínas implicadas en la captación y eflujo de hierro en los enterocitos. El objetivo de esta revisión es describir los procesos implicados en la absorción del hierro dietario y la regulación de la expresión y actividad de las proteínas implicadas en esta absorción. Además, se discutirán los posibles mecanismos por los cuales el calcio afecta la expresión y localización de esas proteínas.

Caracterización de los mecanismos de resistencia a azoles en aislados clínicos chilenos de Candida albicans / Characterization of azole resistance mechanisms in Chilean clinical isolates of Candida albicans

Introduction: The commensal yeast Candida albicans, can cause superficial or systemic candidiasis in susceptible hosts. In Chile, azole antifungals are the most widely used drugs in the treatment of candidiasis. In a previous study performed at our center, 2.1 and 1.6% of clinical isolates of C. albicans were found to be resistant to fluconazole and voriconazole, respectively. Objective: To characterize the resistance mechanisms involved in azoles resistance in Chilean clinical isolates. Methodology: Eight resistant, nine susceptible-dose dependent (SDD) and 10 susceptible strains (n: 27) were selected according to the Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) M27-S3 criteria, from vaginal and urine samples. Mutations in the 408-488 region of the ERG11 gene were studied by sequencing, and the relative expression of ERG11 gene and efflux pump genes CDR1, CDR2 and MDR1, was evaluated by quantitative real-time PCR (q-PCR). Results: No mutations were detected in the ERG11 gene and its overexpression was found only in 12.5% of the resistant strains (1/8). The most prevalent mechanism of resistance was the over-expression of efflux pumps (62.5%; 5/8). Conclusion: The study of the expression of efflux pumps by q-PCR could be a useful diagnostic tool for early detection of azole resistance in C. albicans.

Introducción: Candida albicans es una levadura comensal capaz de causar una infección oportunista en hospederos susceptibles denominada candidiasis, que puede ser superficial o sistémica. En Chile, los antifúngicos más utilizados para el tratamiento de las candidiasis son los azoles. En un estudio previo en nuestro centro, se detectó que 2,1 y 1,6% de cepas clínicas de C. albicans fueron resistentes a fluconazol y voriconazol, respectivamente. Objetivo: Caracterizar los mecanismos de resistencia involucrados en la resistencia a azoles en cepas clínicas chilenas. Metodología: Según los criterios del Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) M27-S3, se seleccionaron ocho cepas resistentes, nueve cepas susceptibles dosis dependiente (SDD) y 10 cepas sensibles (n: 27), aisladas de flujo vaginal y orina. Se evaluó la presencia de mutaciones en la región 408-488 del gen ERG11 por secuenciación y la expresión relativa del gen ERG11 y de los genes de bombas de eflujo CDR1, CDR2 y MDR1 por RPC en tiempo real cuantitativa (q-PCR). Resultados: No se encontraron mutaciones en el gen ERG11 y la sobre-expresión de éste sólo se presentó en 12,5% de las cepas resistentes (1/8). El mecanismo prevalente en la cepas resistentes fue la sobre-expresión de bombas de eflujo encontrándose en 62,5% de las cepas resistentes (5/8). Conclusión: El estudio de la expresión bombas de eflujo por q-PCR podría ser una herramienta diagnóstica útil para la detección temprana de resistencia a azoles en C. albicans.

Lymphocyte P-glycoprotein variability in healthy individuals / Variabilidad de la glicoproteína P linfocitaria en una población sana

The aim of the present work was to describe the distribution of lymphocyte P-glycoprotein activity on a population of healthy individuals, taking also into account sex and age. P-glycoprotein activity in lymphocytes was measured by the Rhodamine 123 efflux assay using flow cytometry, in the presence and absence of verapamil, a P-glycoprotein inhibitor. We obtained a range of P-glycoprotein activity from 1.04 to 3.79. The distribution of the activity in the population studied was better described by a bimodal model, according with the Kolmogorov-Smirnov test. The frequency adjusted to the following equation: F = 0.70 N (2.11; 0.43) + 0.30 N(3.29; 0.26), in which 0.70 and 0.30 represented the proportion of each group, and 0.43 and 0.26 were the standard deviations of the activity of each group, respectively. The study of the relationship between subjects´ age and P-glycoprotein activity showed no statistical significance. When healthy volunteers were separated according to sex, similar distributions were observed, although for men an increase in proportion of higher P-glycoprotein function group was observed. The variability observed in the population studied was important, with some volunteers with very scarce activity and some with a fourfold higher activity. Characterization of P-glycoprotein functionality in the population represents a useful contribution to the beginning of pharmacological treatments that consider its effect on pharmacokinetics and pharmacodynamics of individualized patients.

El objetivo del presente trabajo fue describir la distribución de la actividad de la glicoproteína P linfocitaria en una población de individuos sanos, considerando a su vez el sexo y la edad. La funcionalidad de la glicoproteína P fue determinada mediante el ensayo de eflujo de Rodamina 123, en presencia y ausencia de verapamilo, un inhibidor competitivo de este transportador, determinando la fluorescencia intracelular remanente mediante citometría de flujo. Obtuvimos un rango de actividades de entre 1.04 y 3.79. La distribución de la actividad en la población evaluada se ajusta a un modelo bimodal, según el test de Kolmogorov-Smirnov. La frecuencia ajusta a la siguiente ecuación: F = 0.70 N (2.11; 0.43) + 0.30 N (3.29; 0.26) donde 0.70 y 0.30 representan las proporciones de cada grupo, mientras que 0.43 y 0.26 corresponden al desvío estándar de la actividad de cada grupo respectivamente. Al estudiar la correlación entre la edad de los sujetos y la función de la proteína, no se observaron diferencias significativas. Cuando los individuos fueron clasificados en función del sexo, las distribuciones obtenidas fueron semejantes, aunque para los varones se observó un aumento en la proporción de individuos con alta actividad. La variabilidad observada fue importante, comprendiendo individuos con escasa actividad y otros que presentaron una actividad hasta cuatro veces mayor. La caracterización de la función de la glicoproteína P en la población representa una contribución indispensable para el desarrollo de tratamientos farmacológicos personalizados que consideren el efecto de dicho transportador en la farmacocinética y farmacodinámica de cada paciente.