Prevalence of β - lactams resistance among Escherichia coli clinical isolates from a hospital in Algiers

RESUMEN

La prevalencia de la resistencia a los betalactámicos entre las enterobacterias es alta en todo el mundo, pero en Argelia no se dispone desuficientes datos. Se determinó la sensibilidad a los betalactámicos de 203 cepas clínicas de Escherichia coli mediante difusión en agar y seanalizó la producción de betalactamasas de espectro extendido (BLEE) mediante la técnica de la sinergia del doble disco. Este análisis mostrócinco fenotipos bien definidos 1) 62 cepas (30,5%) fueron sensibles a todos los betalactámicos; 2) 135 cepas (66,5%) presentaron unfenotipo caracterizado por betalactamasas de amplio espectro (BLEA); 3) 3 cepas (1,5%) se definieron como productoras de BLEE; 4) 2 cepas(1%) fueron productoras de cefalosporinasa tipo AmpC; y 5) una (0,5%) presentó un fenotipo de disminución de la permeabilidad celulara los betalactámicos. La determinación del punto isoeléctrico mostró betalactamasas con puntos isoeléctricos de 5,4 o 7,6 para las cepascon fenotipo BLEA; ∼9,0 para 2 cepas productoras de BLEE; 5,4, 7,6 y ∼9,0 para la tercera cepa productora de BLEE; y 5,4 y ∼9,0 para lascepas productoras de cefalosporinasa AmpC. La hidrólisis de cefotaxima se corresponde con las bandas básicas con un punto isoeléctricode ∼9,0. El ensayo de conjugación mostró una transferencia de los fenotipos de resistencia de penicilinasas y cefalosporinasa AmpC y suscorrespondientes betalactamasas a E. coli BM21 en asociación con plásmidos de 71,4 kb para las cepas productoras de cefalosporinasaAmpC y de 40-56 kb para las productoras de penicilinasas. Este resultado mostró que el fenotipo productor de cefalosporinasa AmpC estámediado por plásmidos. Las cepas productoras de BLEE no transfirieron su resistencia mediante el ensayo de conjugación. La reacción encadena de la polimerasa utilizando primers específicos para los genes blaTEM, blaAmpC y blaCTX-M mostró una amplificación específica con elprimer para blaCTX-M en dos cepas productoras de BLEE; los primers para blaTEM y blaCTX-M para la tercera cepa productora de BLEE; y losprimers para blaTEM y blaAmpC para las cepas productoras de cefalosporinasa AmpC y sus cepas transconjugantes correspondientes. El estudiomostró una alta tasa de cepas productoras de penicilinasas y una baja frecuencia de fenotipos productores de AmpC y BLEE. Las betalactamasasproductoras de cefalosporinasa AmpC estaban mediadas por plásmidos y las BLEE pertenecieron al tipo CTM-M

ABSTRACT

A high prevalence of β-lactams resistance among Enterobacteriaceae have been reported worldwide; however, there are not sufficient dataon this issue in Algeria. β-Lactams susceptibility of 203 Escherichia coli clinical isolates was determined by agar diffusion method, and productionof extended-spectrum β-lactamases (ESBL) was screened by double-disk synergy test. This analysis showed five well-defined phenotypes1) 62 isolates (30.5%) were susceptible to all β-lactams; 2) 135 isolates (66.5%) presented a broad-spectrum β-lactamases phenotype(BSBL); 3) three isolates (1.5%) were defined as producing ESBLs; 4) two isolates (1%) were AmpC cephalosporinase producers; and 5) one isolate(0.5%) presented a phenotype of cell-decreased permeability to β-lactams. Isoelectric focusing revealed β-lactamases with isolectric pointsof 5.4 or 7.6 for isolates with BSBL phenotype; ∼9.0 for two ESBL isolates; 5.4, 7.6 and ∼9.0 for the remaining ESBL isolate; and 5.4 and ∼9.0for the AmpC isolates. The cefotaxime hydrolysis corresponds to the basic bands with an isoelectric point of ∼9.0. Conjugation assay showedtransfer of penicillinase and AmpC resistance phenotypes and their corresponding β-lactamases to recipient E. coli BM21 in association withplasmids of 71.4 kb for the AmpC isolates and from 40–56 kb for penicillinase isolates. This result showed that the AmpC phenotype is plasmidmediated. ESBL isolates were found not to transfer their resistance through conjugation experiment. Polymerase chain reaction (PCR) experimentsusing primers specific to blaTEM , blaAmpC and blaCTX-M genes showed specific amplification with blaCTX-M primer for two ESBL isolates;blaTEM and blaCTX-M for the remaining ESBL isolate; and blaTEM and blaAmpC for the AmpC isolates and their corresponding transconjugants. Thestudy showed a high rate of isolates producing penicillinase, and low frequencies of AmpC and ESBL phenotypes. AmpC β-lactamases wereplasmid mediated, and ESBLs belong to the CTM-M type