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Orientador(es)
Resumo(s)
The rapid spread of antibiotic resistance among human pathogenic bacteria has been a global public health problem, expanding in recent decades. Antibiotic resistance genes found in clinical pathogens are not the only cause for concern, as it is recognized that commensal and environmental bacteria, as well as their mobile genetic elements, can function as reservoirs and vectors of resistance, and can spread genes through horizontal transfer and selection. The conjugation process is the horizontal gene transfer mechanism considered to be the most relevant in resistance spread. It is thought that the spread of resistance genes can be enhanced in the presence of various substances such as metal salts or antibiotics. Knowing the conditions under which mobilization takes place is crucial to control resistance spread. This study aimed to compare Escherichia coli isolates from clinical, wastewater and surface water samples (n=52), in order to assess if resistance profiles were source-dependent. A second objective was to understand if the rate and profile of antibiotic resistance gene transfer differed depending on the conjugation temperature. This work involved phenotypic and genotypic characterization and detection of resistance genes, as well as conjugation assays between a carbapenem resistant strain and a reference receptor. Specifically, susceptibility to different classes of antibiotics was determined by the disk diffusion method, PCR detection of antibiotic resistance genes and types of replicons present in plasmids was performed. In the conjugation assays, different temperatures were tested (25, 28, 35 and 40ºC), the transconjugants were selected in the presence of azide and ceftazidime, confirmed by genotyping and characterized for the presence of specific genetic determinants. Genotypic and phenotypic characterization of isolates identified as E. coli did not reveal significant differences (p>0.05) between environmental and clinical isolates, with the exception of IncF-type replicon plasmids, which were significantly (p0.05) between the rates observed at different temperatures. The transmission of the IncN plasmid holding the blaKPC gene was detected in all transconjugants analysed. However, the transmission of the FIBtype replicon was higher at conjugation temperatures of 35 and 40ºC than at 25 and 28ºC.
A rápida disseminação de resistência a antibióticos entre bactérias patogénicas humanas tem sido uma problemática de saúde pública global, em expansão nas últimas décadas. Os genes de resistência a antibióticos encontrados em bactérias patogénicas clínicas não são o único motivo de preocupação. Também as bactérias comensais e ambientais podem transportar genes de resistência, por vezes disseminados através de processos de transferência horizontal de genes, mediados por elementos genéticos móveis, em combinação com seleção. O processo de conjugação é o mecanismo de transferência horizontal de genes que se considera ser o mais relevante na disseminação da resistência a antibióticos. Pensa-se que a disseminação de genes de resistência possa ser intensificada na presença de diversas substâncias como sais de metais ou antibióticos. Conhecer as condições em que a mobilização pode ser estimulada é crucial para poder controlar a disseminação. Este estudo teve como objetivo comparar isolados de Escherichia coli de amostras clínicas e de águas residual e de superfície (n = 52), de modo a avaliar se os perfis de resistência eram dependentes da origem. Um segundo objetivo foi o de compreender se a taxa e perfil de transferência de genes de resistência a antibióticos diferia consoante a temperatura de conjugação. O trabalho envolveu caracterização fenotípica, genotípica e pesquisa de genes de resistência, bem como ensaios de conjugação entre uma estirpe resistente a carbapenemos e uma receptora de referência. Especificamente, foi determinada a suscetibilidade a diferentes classes de antibióticos pelo método de difusão em disco, foi realizada a deteção por PCR de genes de resistência a antibióticos e de tipos de replicões presentes em plasmídeos. Nos ensaios de conjugação, testaram-se diferentes temperaturas (25, 28, 35 e 40ºC), os transconjugados foram selecionados na presença de azida e ceftazidima, analisados por genotipagem para verificar a sua autenticidade e caracterizados para a presença de determinantes genéticos específicos. A caracterização genotípica e fenotípica de isolados presumivelmente identificados como E. coli não revelou diferenças significativas (p>0.05) entre isolados ambientais e clínicos, com a exceção da prevalência de plasmídeos de replicão do tipo IncF, significativamente (p0.05) a diferentes temperaturas. A transmissão do plasmídeo de replicão tipo IncN e que continha o gene blaKPC foi observada em todos os transconjugantes analisados. No entanto, a transmissão do replicão do tipo FIB foi mais elevada a temperaturas de conjugação de 35 e 40ºC do que a 25 e 28ºC.
A rápida disseminação de resistência a antibióticos entre bactérias patogénicas humanas tem sido uma problemática de saúde pública global, em expansão nas últimas décadas. Os genes de resistência a antibióticos encontrados em bactérias patogénicas clínicas não são o único motivo de preocupação. Também as bactérias comensais e ambientais podem transportar genes de resistência, por vezes disseminados através de processos de transferência horizontal de genes, mediados por elementos genéticos móveis, em combinação com seleção. O processo de conjugação é o mecanismo de transferência horizontal de genes que se considera ser o mais relevante na disseminação da resistência a antibióticos. Pensa-se que a disseminação de genes de resistência possa ser intensificada na presença de diversas substâncias como sais de metais ou antibióticos. Conhecer as condições em que a mobilização pode ser estimulada é crucial para poder controlar a disseminação. Este estudo teve como objetivo comparar isolados de Escherichia coli de amostras clínicas e de águas residual e de superfície (n = 52), de modo a avaliar se os perfis de resistência eram dependentes da origem. Um segundo objetivo foi o de compreender se a taxa e perfil de transferência de genes de resistência a antibióticos diferia consoante a temperatura de conjugação. O trabalho envolveu caracterização fenotípica, genotípica e pesquisa de genes de resistência, bem como ensaios de conjugação entre uma estirpe resistente a carbapenemos e uma receptora de referência. Especificamente, foi determinada a suscetibilidade a diferentes classes de antibióticos pelo método de difusão em disco, foi realizada a deteção por PCR de genes de resistência a antibióticos e de tipos de replicões presentes em plasmídeos. Nos ensaios de conjugação, testaram-se diferentes temperaturas (25, 28, 35 e 40ºC), os transconjugados foram selecionados na presença de azida e ceftazidima, analisados por genotipagem para verificar a sua autenticidade e caracterizados para a presença de determinantes genéticos específicos. A caracterização genotípica e fenotípica de isolados presumivelmente identificados como E. coli não revelou diferenças significativas (p>0.05) entre isolados ambientais e clínicos, com a exceção da prevalência de plasmídeos de replicão do tipo IncF, significativamente (p0.05) a diferentes temperaturas. A transmissão do plasmídeo de replicão tipo IncN e que continha o gene blaKPC foi observada em todos os transconjugantes analisados. No entanto, a transmissão do replicão do tipo FIB foi mais elevada a temperaturas de conjugação de 35 e 40ºC do que a 25 e 28ºC.
Descrição
Palavras-chave
Escherichia coli Antibiotic resistance Carbapenems Temperature Conjugation rate Resistência a antibióticos Carbapenemos Temperatura Taxa de conjugação