Isolation of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae strains producing extended-spectrum ß-lactamases from dog urine of the Metropolitan Area of the Aburrá Valley (Antioquia, Colombia) / Aislamiento de Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae productoras de betalactamasas de espectro extendido a partir de orina de perros del Área metropolitana del Valle de Aburrá (Antioquia, Colombia)

ABSTRACT Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae are the most common pathogens causing urinary tract infections in humans and animals. Close contact between humans and companion animals can facilitate the spread of multidrug resistant pathogens between both species. The objective of the research was to characterize extended-spectrum ß-lactamases (ESBL) -producing E. coli and K. pneumoniae isolated from dogs with urinary tract infections in the metropolitan area of Valle del Aburrá (Antioquia, Colombia). Three-hundred seventy-one urine samples collected from March 2018 to March 2019 in a veterinary clinical laboratory were analyzed. E. coli and K. pneumoniae isolates were detected in chromogenic agar and identified by biochemical tests. Susceptibility testing was performed by disc diffusion and ESBL production was evaluated by the double disk test in all isolates. MIC determination of ESBL-positive isolates were performed on the automated VITEK®2 system. Multiple PCR was used for the detection of CTX-M beta-lactamases (group 1, 2, 9 and 8/25), SHV, TEM, and AmpC of plasmid origin in ESBL-positive isolates. In total 22 out 371 isolates were positive for ESBL production by double disc test, 11 E. coli (ESBL-Ec) and 11 K. pneumoniae (ESBL-Kp). The multiple PCR detected CTX-M group 1 in the 22 ESBL-positive isolates. Multi-drug resistance was observed in all ESBL-producing isolates. In conclusion, a high frequency of antibiotic multi-resistance was found in ESBL-Ec and ESBL-Kp. The main ESBL detected was CTX-M group 1, which also prevails in human isolates.

RESUMEN Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae son los patógenos más comunes causantes de infecciones en tracto urinario en humanos y animales. El contacto estrecho con los animales de compañía puede favorecer la diseminación de patógenos multiresistentes entre ambas especies. El objetivo de la investigación fue caracterizar E. coli (Ec -BLEE) y K. pneumo-niae (Kp -BLEE) productores de betalactamasas de espectro extendido provenientes de aislados de caninos con infecciones del tracto urinario del Área Metropolitana del Valle de Aburrá. 371 muestras de orina de caninos colectadas entre marzo de 2018 y marzo 2019 en un laboratorio clínico veterinario fueron analizadas. E. coli y K. pneumoniae se detectaron en agar cromogénico y se identificaron mediante pruebas bioquímicas. La prueba de susceptibilidad se realizó por difusión en disco y la producción de BLEE se evaluó por test de doble disco en todos los aislados. La determinación de la CIM en aislados positivos a BLEE se realizó en el sistema automatizado VITEK®2. Se utilizó PCR múltiple para la detección de betalactamasas tipo CTX-M (grupo 1, 2, 9 y 8/25), SHV, TEM y AmpC de origen plasmídico en aislados positivos a BLEE. Un total de 22 de 371 aislados fueron positivos a BLEE por test de doble disco, 11 E. coli (Ec -BLEE) y 11 K. pneumoniae (Kp-BLEE). La PCR detectó CTX-M grupo 1 en los 22 aislados positivos a BLEE. Se observó multirresistencia en todos los aislamientos productores de BLEE. En conclusión, se encontró una alta frecuencia de multirresistencia en Ec-BLEE y Kp-BLEE. La principal BLEE detectada fue CTX-M grupo 1, que también predomina en aislados humanos.

Filogenia y resistencia de cepas de Escherichia coli productoras de betalactamasas de espectro extendido a los antibióticos en pacientes con cáncer hospitalizados en Perú / Phylogeny and antimicrobial resistance of extended-spectrum beta-lactamase- producing Escherichia coli from hospitalized oncology patients in Perú

Introducción. Las infecciones asociadas con la atención en salud constituyen un problema de salud pública porque aumentan la morbimortalidad de los pacientes, sobre todo de aquellos con factores de riesgo, como la inmunosupresión debida a enfermedades oncológicas. Es importante conocer la diversidad genética de los principales microorganimos causantes de infecciones hospitalarias mediante la vigilancia epidemiológica tradicional y la epidemiología molecular, para hacer un mejor seguimiento y detectar brotes tempranamente. Objetivo. Determinar el grupo filogenético y la resistencia a antibióticos de las cepas de Escherichia coli aisladas de pacientes con cáncer hospitalizados. Materiales y métodos. Se hizo un estudio de tipo transversal que incluyó 67 cepas de Escherichia coli productoras de betalactamasas de espectro extendido (BLEE). Se determinó el grupo filogenético, el perfil de resistencia a los antibióticos, los genes de resistencia a betalactámicos, el tipo de las muestras y los servicios de hospitalización de donde fueron recuperadas. Resultados. El grupo filogenético más frecuente fue el B2 (36 %). El 57 % de las cepas B2 fueron aisladas de muestras de orina y el 33 % provenía del servicio de urología. La resistencia a ciprofloxacino y gentamicina fue de 91 y 53 %, respectivamente, y el 79 % de las cepas tenía el gen blaCTX-M. Se encontró una relación significativa (p<0,05) entre los grupos filogenéticos y la resistencia a ciprofloxacina, así como a la edad del paciente. Conclusión. El filogrupo de E. coli predominante fue el B2. Se evidenció una gran resistencia a ciprofloxacina y gentamicina, una proporción elevada de cepas BLEE con el blaCTX-M, y una relación entre el grupo filogenético y la resistencia a ciprofloxacino.

Introduction: Healthcare-associated infections are a public health problem due to the increased morbimortality of patients, especially those with risk factors such as immunosuppression due to oncological diseases. It is essential to determine the genetic diversity of the main microorganisms causing healthcare infections by combining traditional epidemiological surveillance and molecular epidemiology for better outbreak follow-up and early detection. Objective: To determine the phylogenetic group and antibiotic resistance of Escherichia coliisolated from hospitalized oncologic patients. Materials and methods: We conducted a cross-sectional study of 67 strains of ESBL-producing Escherichia coli to determine their phylogenetic group and described their antibiotic resistance profile, beta-lactam resistance genes, as well as the type of sample and the hospitalization areas from which they were recovered. Results: The most frequent phylogenetic group was B2 (36%); 57% of B2 strains were isolated from urine and 33% came from the urology department. Resistance to ciprofloxacin and gentamicin was 92% and 53%, respectively, and 79% of the strains had the blaCTX-Mgene. A significant association (p<0.05) was found between the phylogenetic groups, ciprofloxacin resistance, and the age of the patients. Conclusion: The predominant E. coli phylogroup was B2. We evidenced high resistance to ciprofloxacin and gentamicin, a high proportion of ESBL strains with the blaCTX-M gene, and a significant association between the phylogenetic group and the resistance to ciprofloxacin.

Proteomics characterization of Staphylococcus spp. from goat mastitis and phenogeno-typical assessment of resistance to beta-lactamics

ABSTRACT: Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar screen oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar screen oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0g/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.

RESUMO: A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar screen de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar screen de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0g/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.

Proteomics characterization of Staphylococcus spp. from goat mastitis and phenogeno-typical assessment of resistance to beta-lactamics / Caracterização proteômica de Staphylococcus spp. oriundos de mastite caprina e avaliação fenogenotípica da resistência aos beta-lactâmicos

Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar "screen" oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar "screen" oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0μg/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.(AU)

A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar "screen" de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar "screen" de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0μg/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.(AU)