Detection of multidrug-resistant Enterobacteriaceae isolated from river waters flowing to the Guanabara Bay and from clinical samples of hospitals in Rio de Janeiro, Brazil / Detección de enterobacterias multirresistentes aisladas en aguas de los ríos que desembocan en la bahía de Guanabara y en muestras de hospitales de Río de Janeiro, Brasil

ABSTRACT

Abstract Introduction: The use of antibiotics in humans, animal husbandry and veterinary activities induces selective pressure leading to the colonization and infection by resistant strains. Objective: We evaluated water samples collected from rivers of the Guanabara Bay, which have suffered minor and major environmental degradation, and clinical samples of hospital origin to detect evidence of the presence of resistance genes to aminoglycosides, beta-lactam antibiotics and fluoroquinolones in strains of Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae, K. pneumoniae subsp. ozaenae and Escherichia coli. Materials and methods: For isolation of the water strains we employed culture media containing 32 μg/ml cephalotin and 8 μg/ml gentamicin. The strains from clinical materials were selected using culture media containing 8 μg/ml gentamicin. The strains were identified and subjected to antimicrobial susceptibility testing (AST), plasmid DNA extraction and polymerase chain reaction (PCR) to detect genes encoding enzymes modifying aminoglycosides (EMA), extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) and plasmid mechanisms of quinolone resistance (PMQR). Results: The AST of the isolates recovered from water samples showed multidrug-resistance profiles similar to those found in isolates recovered from clinical materials. All isolates from water samples and 90% of the isolates from clinical samples showed at least one plasmid band. In the PCR assays, 7.4% of the isolates recovered from water samples and 20% of those from clinical materials showed amplification products for the three antimicrobial classes. Conclusion: We believe that the detection of microorganisms presenting genetic elements in environments such as water is necessary for the prevention and control of their dissemination with potential to infect humans and other animals in eventual contact with these environments.

RESUMEN

Resumen Introducción. El uso de antibióticos en seres humanos, en la industria pecuaria y en las actividades veterinarias induce una presión selectiva que resulta en la colonización e infección con cepas resistentes. Objetivo. Determinar la presencia de genes de resistencia a aminoglucósidos, betalactámicos y fluoroquinolonas en cepas de Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae, K. pneumoniae subsp. ozaenae y Escherichia coli, obtenidas de muestras de agua de los ríos que desembocan en la bahía de Guanabara y de muestras clínicas de hospitales de Río de Janeiro. Materiales y métodos. En la selección de las cepas resistentes obtenidas de las muestras de agua de los ríos, se emplearon medios de cultivo que contenían 32 μg/ml de cefalotina y 8 μg/ ml de gentamicina. En el caso de las muestras de especímenes clínicos, se usaron medios de cultivo que contenían 8 μg/ml de gentamicina. Las cepas se identificaron y se sometieron a pruebas de sensibilidad antimicrobiana, extracción de ADN plasmídico y pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar los genes que codifican aquellas enzimas que modifican los aminoglucósidos, las betalactamasas de espectro extendido (BLEE) y los mecanismos de resistencia a las quinolonas mediados por plásmidos. Resultados. Se encontraron perfiles de resistencia a los antimicrobianos similares en los dos grupos. En todas las bacterias obtenidas de las muestras de agua y en 90 % de las muestras clínicas, se evidenciaron bandas de plásmidos asociados con la transferencia de genes de resistencia. En las pruebas de PCR, se obtuvieron productos de amplificación de los genes de resistencia para las tres clases de antimicrobianos analizados, en el 7,4 % de las bacterias recuperadas de las muestras de agua y en el 20 % de aquellas recuperadas de las muestras clínicas. Conclusión. La detección de microorganismos con elementos genéticos que confieren resistencia a los antibióticos en ambientes como el agua, es una estrategia necesaria para prevenir y controlar la diseminación de estos agentes patógenos con potencial para infectar a humanos y a otros animales en dichos ambientes.