Expressão de genes de resistência intrínsecos e adquiridos em Pseudomonas aeruginosas e funcionalidade de cassetes gênicos associados a integrons classe 1 / Expression of genes of intrinsic and acquired resistance in Pseudomonas aeruginosa and functionality of gene cassettes associated with class 1 integrons

RESUMO

Integrons classe 1 e cassetes gênicos vêm sendo apontados como importantes mecanismos para a emergência da multi-resistência em bactérias Gram-negativas, contudo, a maioria dos estudos não acessa a funcionalidade destas estruturas. Em Pseudomonas aeruginosas, os conhecidos sistemas de efluxo MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN e MexXY-OprM contribuem de forma significativa para multi-resistência, e a porina OprD tem sido considerado o principal determinante intrínseco de resistência a imipenem nesta espécie. Isolados clínicos de P. aeruginosas, Klebsiella pneumonie e Vibrio cholerae carreiam com freqüência integrons classe 1. O presente estudo tem como objetivo determinar o padrão de transcrição/expressão dos principais determinantes da multi-resistência em P. aeruginosas, incluindo mecanismos intrínsecos e adquiridos. Além disto, objetivou-se acessar o papel dos integrons e cassetes gênicos neste fenótipo de resistência em outras espécies, V. cholerae e K. pneumoniae, 17 isolados clínicos multi-resistentes de P. aeruginosas carreando íntegrons classe 1 com distintos arranjos gênicos foram analisados. Todo os arranjos gênicos, o gene da porina OprD e os genes reguladores das bombas foram seqüenciados. A transcrição de vários arranjos gênicos clonados (aacA4-blaoxa-2-gcuD, dfrB7-aacA4, dfrB7-aacA4-blaoxa-2 e aadB-aacA4-blacarb-4), dos quatro principais sistemas de efluxo (mexAB-oprM, mexAB-oprM, mexCD-oprJ, mexXY-oprM e mexEF-oprN) e do gene da porina oprD foi avaliada por PCR em tempo real. O padrão de transcrição do arranjo gcu14-blaGes1/aacA4 presente em PS1 e PS26 também foi determinado por PCR em tempo real e Northem blot. A expressão dos novos alelos de cassetes Gênicos encontrados em V. cholerae (qnrVC1), K. pneumoniae(arr-5) e P. aeruginosa (arr-4) foi verificada através do fenótipo de resistência e da busca de sinais traducionais presentes nestas estruturas. A maioria dos isolados apresentou aumento nos níveis de transcrição de mex XY, enquanto que mexEF-oprN estava reprimida em todos os isolados MexCD apresentou transcrição basal em 8/17 amostras e 4/17 estavam com transcrição elevada. OprD teve uma transcrição diminuída em grande parte dos isolados, corroborando com a resistência a imipenem observada, e alguns isolados com transcrição aumentada da oprD apresentavam várias mutações no gene estrutural. De um modo geral, os perfis de resistência estavam de acordo com a expressão de todas as bombas, contudo, a correlação entre a transcrição da bomba e a integridade de seu gene regulador não foi observada, indicando a participação de reguladores adicionais para todas estas quatro bombas. Há uma correlação entre o efeito da posição do cassete e o nível de transcrição, já que cassetes mais próximos do promotor Pc eram até 3X mais transcritos que cassetes mais distais. A influência da configuração do Pc nos níveis de transcrição também foi determinada, de forma que a versão forte foi responsável por um aumento de 2X em relação à versão fraca considerando o mesmo cassete gênico em uma mesma posição (aacA4). Foi mostrado que o cassete fusionado blages-1/aacA4 presente em PS1 e PS26 era transcrito como um RNAm policistrônico, e foi possível observar o efeito da posição do cassete. O fenótipo de resistência das transformantes corroborava com a expressão dos arranjos gênicos clonados. Promotores internos foram caracterizados em vários cassetes, e PaadB e Pcarb-4 mostraram ser funcionais. A presença da ORF-11 no sítio att/1 de vários dos cassetes gênicos e o fenótipo de resistência destes isolados sugere fortemente o papel desta seqüência regulatória putativa em eventos pós-transcricionais. Esta seqüência regulatória também foi identificada nos novos alelos descritos, qnrVC1, arr-4 e arr-5, e apóia o perfil de resistência observados nos isolados selvagens de V. cholerae, P.aeruginosa e K.pneumoniae. Além disso, foi identificada, pela primeira vez, uma ORF-11-like em potencial (ORF-15) que poderia aumentar a expressão dos cassetes dfrB7. Em conclusão, este estudo foi original na determinação do padrão de transcrição de cassetes fusionados, e no estabelecimento do efeito da posição do cassete no nível de transcrição em isolados selvagens de P. aeruginosa (PS1 e PS26). Verificou-se que a multi-resistência destes isolados era multifatorial, e que uma regulação pós-transcricional influenciava o fenótipo final de resistência. Considerando os isolados de P. aeruginosa, os cassetes gênicos em integrons de classe 1 tinham um papel secundário no perfil de resistência.