Detection and characterization of multidrug-resistant enterobacteria bearing aminoglycoside-modifying gene in a university hospital at Rio de Janeiro, Brazil, along three decades / Detección y caracterización de enterobacterias resistentes a múltiples fármacos, portadoras del gen modificador de aminoglucósidos en un hospital universitario de Río de Janeiro, Brasil, durante tres décadas

ABSTRACT

Introduction: Multidrug-resistant Enterobacteriaceae, particularly those resistant to gentamicin, have become one of the most important causes of nosocomial infections. Objective: We sought to investigate the presence of genes conferring resistance to aminoglycosides, specially to gentamicin, in Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli multidrug-resistant strains isolated from different clinical materials among patients hospitalized in a university hospital in Rio de Janeiro, Brazil. Materials and methods: Ten colonization strains and 20 infection strains were evaluated during three decades (1980 to 2010) using selective media containing 8 µg/ml of gentamicin. Thirty strains were tested for antimicrobial susceptibility. Twenty two strains were subjected to plasmid DNA extraction and 12 to hybridization assays using as probe a 1.9 kb plasmid DNA fragment from one of the K. pneumoniae strains isolated from faecal samples. This fragment was sequenced and assigned to the GQ422439 GenBank record. PCR was also performed using oligonucleotides designed for aminoglycoside-modifying enzymes. Results: An accC2 acetylase, besides transposons and insertion sequences, were evidenced. Twenty-four (80%) of the isolates were positive for the aacC2 gene in agreement with antibiotic susceptibility testing profiles, indicating the persistent presence of this gene throughout the three decades. We detected high molecular weight plasmids in 54,5% of the strains. Of the tested strains, 91% showed positive signal in the hybridization assays. Conclusion: A gene codifying for one specific aminoglycoside-modifying enzyme was detected all throughout the three decades. Our data back the adoption of preventive measures, such as a more conscious use of antimicrobial agents in hospital environments, which can contribute to control the dissemination of microorganisms harboring resistance gene plasmids.

RESUMEN

Introducción. Las enterobacterias resistentes a la gentamicina se asocian frecuentemente a infecciones hospitalarias. Objetivo. Verificar la presencia de los genes que confieren resistencia a los aminoglucósidos, específicamente a la gentamicina, en cepas de Klebsiella pneumoniae y Escherichia coli multirresistentes, obtenidas de pacientes internados en un hospital universitario de Río de Janeiro. Materiales y métodos. Se recolectaron y evaluaron 10 cepas de colonización y 20 de infección entre 1980 y 2010, utilizando medios selectivos enriquecidos con gentamicina (8 µg/ml). Se obtuvieron 30 cepas en las que se determinó la resistencia a los antibióticos por medios fenotípicos. Veintidós muestras se sometieron a extracción de ADN plasmídico y se hicieron ensayos de hibridización en 12 de ellas, usando como sonda un fragmento de ADN plasmídico de 1,9 kb obtenido de una cepa de K. pneumoniae aislada de muestra fecal. Este fragmento fue secuenciado y correspondió al registro GQ422439 del GenBank. Se verificó la presencia de genes de enzimas modificadoras de aminoglucósidos mediante reacción en cadena de la polimerasa. Resultados. En las cepas analizadas se evidenció la presencia de la acetilasa accC2, además de transposones y secuencias de inserción. Veinticuatro aislamientos (80 %) fueron positivos para el gen aacC2 en concordancia con los perfiles de sensibilidad a los antibióticos, lo que indicó su persistencia a lo largo de las tres décadas. Se detectaron plásmidos de alto peso molecular en 54,5 % de las cepas. El 91 % de las cepas analizadas mostró signos positivos en las pruebas de hibridación. Conclusión. Se detectó la persistencia de un gen codificador de una enzima modificadora de aminoglucósidos a lo largo de las tres décadas. Los resultados indican que las medidas de prevención, tales como un uso más responsable de los agentes antimicrobianos en el ambiente hospitalario, pueden contribuir al control de la diseminación de microorganismos que albergan plásmidos de genes de resistencia.