Determinação da prevalência de genes qnr em isolados clínicos de Escherichia coli

Abstract

A resistência aos antimicrobianos é um problema crescente no contexto clínico actual, afectando seriamente o resultado dos tratamentos das doenças infecciosas e o futuro da antibioterapia. As quinolonas foram introduzidas na clínica em 1962. Por serem de origem inteiramente sintética, acreditava-se que as bactérias provavelmente não desenvolveriam mecanismos de resistência às mesmas. Contudo, hoje conhecem-se vários mecanismos, entre os quais as proteínas Qnr. Estas proteínas estão agrupadas em três grupos: QnrA, QnrB e QnrS. Elas protegem as topoisomerases II da acção das quinolonas e conferem aumento de 4 a 64 vezes, da Concentração Mínima Inibitória (CMI) das mesmas. A localização plasmídica de seus determinantes genéticos aumenta a possibilidade de disseminação entre vários microrganismos. A relação das proteínas Qnr com a produção de β-lactamases de espectro alargado (ESBLs) tem sido reportada frequentemente. Como em Portugal a resistência às quinolonas é elevada e os estudos sobre a epidemiologia dos genes qnr são escassos, os principais objectivos deste trabalho foram determinar a prevalência dos genes qnr em isolados clínicos de E. coli e avaliar a sua relação genética. Dos 220 isolados clínicos de E. coli recolhidos no Hospital da Universidade de Coimbra entre Novembro e Dezembro de 2007 seleccionaram-se 30 isolados para pesquisa dos genes qnr. Estes genes foram também pesquisados numa colecção de E. coli produtores de ESBLs recolhidos em 2004 no mesmo hospital. Foi apenas identificado o gene qnrS em 9,5% dos isolados de 2007 e em 12% dos produtores de ESBL de 2004, não tendo sido detectados os genes qnrA e qnrB. Não foi encontrada uma relação significativa entre a prevalência do gene qnrS e a produção de ESBLs. O estudo da relação genética por ERIC-PCR entre os isolados revelou vários padrões distintos e evidenciou que a prevalência do gene qnrS não está associada com a disseminação clonal. Os isolados qnrS positivos apresentaram plasmídeos de alto peso molecular de igual tamanho. Por conjugação, foi possível transferir o gene qnrS para a estirpe receptora E. coli J53 AzR, confirmando por PCR e observando que nos transconjugantes a CMI da ciprofloxacina aumentava 16 vezes (de 0,06 a 1 mg/L). Em conclusão, a prevalência do gene qnrS em E. coli é baixa, mas a sua detecção e localização em plasmídeos conjugativos pode indicar uma emergência deste mecanismo de resistência às quinolonas em Portugal.

ABSTRACT: Antimicrobial resistance is currently an increasing problem in clinic context. Its development affects seriously the treatment outcome of infectious diseases and the future of antibiotic therapy. Quinolones were introduced in clinic context in 1962. It was believed that bacteria would probably not develop quinolone resistance mechanisms because their origin is absolutely sintetic. Nevertheless, nowadays there are many known quinolone resistance mechanisms, including the Qnr proteins. These proteins are grouped in three grups: QnrA, QnrB and QnrS. The Qnr proteins protect topoisomerases II from quinolones’s action and confers 4 to 64 fold increase in Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of these drugs. The striking association of Qnr and production of Extended Spectrum β- Lactamases (ESBLs) has often been reported. Since in Portugal quinolone resistance is high and epidemiologic studies about qnr genes are rare, the main goals of this study were to determine the qnr prevalence in clinical isolates of E. coli and to evaluate their genetic relation. Between November and December 2007, 220 E. coli clinical isolates were collected at the University Hospital of Coimbra. Thirty isolates were selected for screening the qnr genes. Additionally, they were screened in a collection of ESBLs-producing E. coli isolates, collected in 2004 at the same hospital. qnrS gene was detected in 9,5% of the isolates collected in 2007 and in 12% of ESBL-producing isolates, while qnrA and qnrB were not found. It was not observed a significant association between the prevalence of qnrS and the production of ESBLs. The study of genetic relationship performed by ERICPCR among E. coli isolates showed several distinct patterns and stressed that qnrS prevalence was not associated to clonal spread. The qnrS positive isolates showed high molecular weight plasmids of the same size. By conjugation, it was possible to transfer the qnrS gene to the receptor strain E. coli J53 AzR, as confirmed by PCR and by observing a 16 fold increase in MIC (from 0,06 to 1mg/L) in transconjugants. It is concluded that qnrS gene prevalence in E. coli isolates from different origins is low but their location on conjugative plasmids may indicate an emergency of this quinolone resistance mechanism in Portugal.