An overview of antimicrobial resistance and its public health significance

Multiple papers have been published regarding the bacterial resistance theme over the last years. A variety of information has reached general and scientific public, daily bringing up data on new resistant microorganisms, new drugs, outbreaks, epidemiological news, resistance gene dissemination, and the lack of information in a particular field has caught our attention: the public health department. Most of researchers, physicians and government employees interpret the public health field as a separate department, not linked to this antibiotic resistance era that we are living nowadays. In this paper we carefully tried to fill in the blanks between public health and the bacteria resistance issue, also considering historical, social, economical and biological problematic that come with this possible pre-antibiotic era.

Disseminação da resistência a antimicrobianos em cepas clínicas e ambientais de Enterobacteriaceae: identificação e mapeamento do ambiente genético de Genes Codificadores de ESBL / Spread of antimicrobial resistance in Enterobacterizceae clinical and environmental strains identification and genetic environment mapping of ESBL Encoding Genes

Introdução. A resistência bacteriana é facilitada pela pressão seletiva do uso de antimicrobianos na clínica e em outras atividades, como a agricultura e pecuária, além de poder ser disseminada para a natureza por meio do lançamento inadequado do esgoto ou pela aplicação do lodo de esgoto na agricultura. As beta-lactamases de espectro estendido (ESBL) são uma das formas mais prevalentes de resistência em Gram negativo no mundo, e seus genes codificadores são disseminados por meio de diversos elementos genéticos, principalmente transposons e integrons mobilizados para plasmídios. Objetivo. Identificar e caracterizar genes codificadores de ESBL, bem como suas prováveis formas de mobilização, em enterobactérias isoladas de fontes ambientais e clínicas. Material e métodos. Quarenta e cinco cepas isoladas de um hospital público em 2004 e 2005, responsáveis por infecções hospitalares (14), infecções comunitárias (7) e colonizações (24), e 7 isoladas de estações de tratamento de esgoto (ETE) em 2009, em São Paulo, geneticamente distintas e produtoras de ESBL da família Enterobacteriaceae, foram estudadas. A técnica de PCR seguida de seqüenciamento foi utilizada para a identificação dos genes blaESBL, triagem de elementos móveis e mapeamento do ambiente genético blaESBL. A identificação dos grupos de incompatibilidade plasmidial (Inc) foi realizada pela técnica de PBRT, e a determinação dos tamanhos dos plasmídios pela técnica S1-PFGE. Os genes blaESBL identificados foram: amostras clínicas - blaTEM-15, blaTEM-197, blaSHV-5, blaSHV-12, blaSHV-27, blaSHV-28, blaSHV-45, blaSHV-55, blaSHV-110, blaCTX-M-2, blaCTX-M-59, blaCTX-M-131; amostras ambientais - blaSHV28, blaCTX-M-15, bla-CTX-M-8. Os genes blaTEM-15 e blaTEM-197 estavam associados aos elementos Tn2* e Tn3, respectivamente. Os genes blaSHV-5, e blaSHV-12 estavam associados à IS26, e não foi possível determinar o ambiente genético dos demais genes blaSHV.Os genes blaCTX-M-2, blaCTX-M-59 e blaCTX-M-131 estavam inseridos em integrons de classe 1 complexos, blaCTX-M-15 estava associado à ISEcpl interrompida pela IS26, e blaCTX-M-8 estava associado à IS10, também interrompida pela IS26. Os principais grupos Inc detectados foram IncA/C (trinta e sete por cento) e IncF (trinta vírgula quatro por cento). Exceto por 7 cepas clínicas, todas apresentavam plasmídios de alto peso molecular, entre 48,5kb e 388kb. Conclusões. Este estudo detectou 15 genes blaESBL diferentes, dos quais dois são genes novos.

Characterization of Vibrio Parahaemolyticus isolated from oysters and mussels in São Paulo, Brazil / Caracterização de Vibrio parahaemolyticus isolados de ostras e mexilhões em São Paulo, Brasil

Vibrio parahaemolyticus is a marine bacterium, responsible for gastroenteritis in humans. Most of the clinical isolates produce thermostable direct hemolysin (TDH) and TDH-related hemolysin (TRH) encoded by tdh and trh genes respectively. In this study, twenty-three V. parahaemolyticus, previously isolated from oysters and mussels were analyzed by PCR using specific primers for the 16S rRNA and virulence genes (tdh, trh and tlh) and for resistance to different classes of antibiotics and PFGE. Nineteen isolates were confirmed by PCR as V. parahaemolyticus. The tlh gene was present in 100 percent of isolates, the tdh gene was identified in two (10.5 percent) isolates, whereas the gene trh was not detected. Each isolate was resistant to at least one of the nine antimicrobials tested. Additionally, all isolates possessed the blaTEM-116 gene. The presence of this gene in V. parahaemolyticus indicates the possibility of spreading this gene in the environment. Atypical strains of V. parahaemolyticus were also detected in this study.

Vibrio parahaemolyticus é uma bactéria marinha, responsável por gastroenterite em humanos. A maioria dos isolados clínicos produzem hemolisina termoestável direta (TDH) e hemolisina TDH-relacionada (TRH) codificadas por genes tdh e trh, respectivamente. Neste estudo, vinte e três V. parahaemolyticus, previamente isolados de ostras e mexilhões foram analisados por PCR utilizando indicadores específicos para o gene 16S rRNA, genes de virulência (tdh, trh e tlh), resistência a diferentes classes de antibióticos, e PFGE. Dezenove isolados foram confirmados por PCR, como V. parahaemolyticus. O gene tlh estava presente em 100 por cento dos isolados, o gene tdh foi identificado em dois (10,5 por cento) dos isolados, enquanto que o gene trh não foi detectado. Cada isolado foi resistente a pelo menos um dos nove antibióticos testados. Além disso, todos os isolados apresentaram resultado positivo para o gene blaTEM-116. A presença deste gene em V. parahaemolyticus indica a possibilidade de propagação desse gene no ambiente. Cepas atípicas de V. parahaemolyticus foram também detectadas neste estudo.

Presence of blaTEM-116 gene in environmental isolates of Aeromonas hydrophila and Aeromonas jandaei from Brazil

It is known that Aeromonas spp. possess different chromosomal â-lactamase genes. Presence and phenotypic expression of blaTEM, blaSHV, and blaCTX-M ESBL-encoding genes were investigated in environmental water isolates of Aeromonas hydrophila and Aeromonas jandaei. Presence of blaSHV and blaCTX-M genes was not observed, and blaTEM gene was verified in 91 percent of the isolates. Sequencing of 10 fragments showed the occurrence of blaTEM-116.

Extended-spectrum beta-lactamases among Enterobacteriaceae isolated in a public hospital in Brazil / Beta-lactamases de espectro estendido em Enterobacteriaceae isoladas de Hospital Público no Brasil

Extended-spectrum β-lactamases (ESBL) in enterobacteria are recognized worldwide as a great hospital problem. In this study, 127 ESBL-producing Enterobacteriaceae isolated in one year from inpatients and outpatients at a public teaching hospital at São Paulo, Brazil, were submitted to analysis by PCR with specific primers for blaSHV, blaTEM and blaCTX-M genes. From the 127 isolates, 96 (75.6 percent) Klebsiella pneumoniae, 12 (9.3 percent) Escherichia coli, 8 (6.2 percent) Morganella morganii, 3 (2.3 percent) Proteus mirabilis, 2 (1.6 percent) Klebsiella oxytoca, 2 (1.6 percent) Providencia rettgeri, 2 (1.6 percent) Providencia stuartti, 1 (0.8 percent) Enterobacter aerogenes and 1 (0.8 percent) Enterobacter cloacae were identified as ESBL producers. BlaSHV, blaTEM and blaCTX-M were detected in 63 percent, 17.3 percent and 33.9 percent strains, respectively. Pulsed field gel eletrophoresis genotyping of K. pneumoniae revealed four main molecular patterns and 29 unrelated profiles. PCR results showed a high variety of ESBL groups among strains, in nine different species. The results suggest the spread of resistance genes among genetically different strains of ESBL-producing K. pneumoniae in some hospital wards, and also that some strongly related strains were identified in different hospital wards, suggesting clonal spread in the institutional environment.

Beta-lactamases de espectro estendido (ESBL) em enterobactérias são reconhecidas mundialmente como um grande problema hospitalar. Neste estudo, 127 Enterobacteriaceae produtoras de ESBL isoladas por um ano, de pacientes internados e ambulatoriais de um hospital público de ensino em São Paulo, Brasil, foram submetidas à análise pela PCR com iniciadores específicos para os genes blaSHV, blaTEM e blaCTX-M. Dos 127 isolados, 96 (75,6 por cento) K. pneumoniae, 12 (9,3 por cento) E. coli, 8 (6,2 por cento) M. morganii, 3 (2,3 por cento) Proteus mirabilis, 2 (1,6 por cento) Klebsiella oxytoca, 2 (1,6 por cento) Providencia rettgeri, 2 (1,6 por cento) Providencia stuartti, 1 (0,8 por cento) Enterobacter aerogenes e 1 (0,8 por cento) Enterobacter cloacae foram identificados como produtores de ESBL. BlaSHV, blaTEM e blaCTX-M foram detectados em 63 por cento, 17,3 por cento e 33,9 por cento das cepas, respectivamente. A genotipagem de K. pneumoniae por eletroforese em campo pulsado revelou quatro padrões moleculares principais e 29 perfis não relacionados. Os resultados da PCR demonstraram alta variedade de grupos de ESBL entre as cepas, em nove espécies diferentes. Os resultados sugerem a disseminação de genes de resistência entre cepas geneticamente diferentes de K. pneumoniae produtoras de ESBL em algumas unidades do hospital, e também que algumas cepas fortemente relacionadas foram identificadas em unidades hospitalares diferentes, sugerindo disseminação clonal no ambiente da instituição.

Caracterização genotípica de cepas da família enterobacteriaceae produtoras de B-lactamases de espectro estendido, isoladas de pacientes de um hospital da rede pública da cidade de São Paulo / Genotypic characterization of extended-spectrum b-lactamase-producing enterobacteriaceae strains, isolated from patients of a public hospital in the city of Sao Paulo

Introdução - A crescente resistência antimicrobiana em bactérias responsáveis por infecções hospitalares é um grande desafio à Saúde Pública. as B-lactamases de espectro estendido (ESBL), que hidrolisam a maioria dos compostos B-lactâmicos, são reconhecidas mundialmente como um grande problema para pacientes hospitalizados, devido à localização de seus genes em elementos transferíveis, facilitando sua disseminação. Objetivo - Caracterizar geneticamente cepas de Enterobactérias produtoras de ESBL isoladas de pacientes de um hospital público da cidade de São Paulo. Material e métodos - Todas as cepas de enterobactérias produtoras de ESBL isoladas em um ano foram submetidas a análises moleculares pela PCR, com iniciadores específicos para oito genes bla, e as cepas de Klebsiella pneumoniae ESBL positivas (ESBL-Kp) identificadas nesse período foram comparadas pela técnica de PFGE.Resultados - Os genes, bla(tem), bla(shv), bla(ctx-m), bla(per-2) bla(veb) and bla(ges) foram identificados em 9 espécies: Klebsiella pneumoniae (71,5 por cento), Escherichia coli (13,5 por cento), Morganella morganii (6 por cento), Proteus mirabilis (3 por cento), Klebsiella oxytoca (1,5 por cento), Providencia rettgeri (1,5 por cento), Providencia stuartii (1,5 por cento), Enterobacter aerogenes (0,75 por cento). Os genes bla(per-1) e bla(oxa) não foram detectados. O PFGE revelou 8 perfis moleculares principais em 68,4 por cento das ESBL-Kp, e 31,6 por cento das cepas não estavam relacionadas. Conclusões - Os resultados de PCR revelaram uma grande variedade de grupos de ESBL, e aparentemente este é o primeiro relato de grupos GES e VEB em enterobactérias no Brasil