Full characterization of an IncR plasmid harboring qnrSI recovered from a VIM-11-producing Pseudomonas aeruginosa

ABSTRACT

Abstract Metallo-p-lactamases (MBL) producing Pseudomonas aeruginosa isolates have been well characterized. Quinolones are commonly used in the treatment of carbapenem-resistant P. aeruginosa infections; however, data about PMQR in this species are scarce. The objective of this study was to report the simultaneous presence of qnrS and blaV-M-n in P. aeruginosa, and to characterize the qnrS-harboring plasmid. Thirty-eight carbapenem-resistant P. aeruginosa isolates were recovered from a hospital in Buenos Aires during 2012. Screening forMBL was assessed by the double disk synergy test using EDTA and carbapenem discs. Plasmid DNA extraction was performed by a method using phenol-chloroform. PCR followed by sequencing was carried out to determine each MBL and PMQR allele. PCR-BseGI-RFLP was performed to detect aac-(6')-Ib-cr. The gyrA-QRDR was sequenced in those PMQR-harboring isolates. Plasmid incompatibility groups and addiction systems were characterized by PCR. The PMQR-carrying plasmid was sequenced using Illumina technology, annotated using RAST and manually curated. Eleven/38 isolates were VIM producers (blaVIM-2 and blaVIM-11) while 1/38 harbored blaIMP-13. One isolate harbored blaVIM-11 and the PMQR qnrSI; however, both markers were located in different plasmids. The qnrSí-harboring plasmid (pP6qnrS1) was 117 945 bp in size, presented 154 CDS and corresponded to the IncR group. In addition to qnrSI, it harbored several aminoglycoside resis-tance markers. Although pP6qnrS1 was non-conjugative, it presented an oriT which made it possible for this plasmid to be transferable. This is the first report on P. aeruginosa carrying both blaVIM-11 and qnrSI, plus the first detection of an IncR plasmid in Argentina.

RESUMEN

Resumen Las quinolonas son comúnmente utilizadas en el tratamiento de las infecciones producidas por Pseudomonas aeruginosa resistentes a carbapenems (PARC); aun así, la información sobre la resistencia a quinolonas mediada por plásmidos (PMQR) en esta especie es escasa. El objetivo de este trabajo fue reportar la presencia simultánea de los genes qnrS y blaVIM-11 en PARC y caracterizar el plásmido portador de qnrS. Durante 2012 se recuperaron 38 PARC en un hospital de Buenos Aires. El tamizaje para detectar producción de metalo-beta-lactamasas (MBL) se llevó a cabo mediante sinergia de doble disco utilizando EDTA y carbapenems. El ADN plasmídico fue extraído utilizando fenolcloroformo. Para determinar los alelos de los genes implicados en la síntesis de MBL y de PMQR, se llevó a cabo PCR-secuenciación. Para la detección de aac-(6')-Ib-cr se realizó PCR-BseGI-RFLP. En aquellos aislamientos portadores de PMQR se secuenció el gen gyrA. Los grupos de incompatibilidad y sistemas de adicción fueron caracterizados por PCR. El plásmido portador de PMQR fue secuenciado completamente y curado manualmente. De 38 aislamientos, 11 fueron productores de VIM (blaVIM-2 y blaVIM-11), mientras que uno contenía blaIMP-13. Si bien un aislamiento fue portador de blaVIM-11 y de qnrSI, dichos marcadores se encontraban en distintos plásmidos. El plásmido portador de qnrSI (pP6qnrS1) presentó un tamaño de 117.945 pby 154 secuencias codificantes (CDS); este correspondió al grupo de incompatibilidad IncR. Además de qnrSI, el plásmido portaba diversos marcadores de resistencia a aminoglucósidos. Aun cuando pP6qnrS1 no resultó conjugativo, presentó un oriT, de modo que posiblemente sea transferible. Este es el primer informe acerca de PARC portadora de blaVIM-11 y de qnrSI en simultáneo, además, es la primera descripción de un plásmido IncR en Argentina.