Plasmídeos e ambientes genéticos envolvidos na transferência do gene blaKPC em bactérias gram-negativas de origem clínica

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Boralli, Camila Maria dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: blaKPC; blaNDM; NTEKPC; Plasmídeos; Plasmids; Tn4401
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-02012024-093741/

A transmissão dos genes que codificam as carbapenemases pode ser mediada por diferentes mecanismos moleculares, como elementos genéticos móveis e plasmídeos. O gene blaKPC está comumente no transposon Tn4401, porém, esse gene tem sido encontrado em outros ambientes genéticos referidos como NTEKPC (non-Tn4401 element) e o impacto da mudança de ambiente genético, bem como dos diferentes plasmídeos que o carreia, na estabilidade e disseminação desse gene de resistência ainda é desconhecido. Neste trabalho foram caracterizadas bactérias gram-negativas de diferentes espécies isoladas de hospitais do Brasil contendo o gene blaKPC em NTEKPC e bactérias portadoras dos genes blaKPC e blaNDM envolvidas em um surto, com foco em seus ambientes genéticos e plasmídeos. Vinte e nove isolados tiveram seus genomas sequenciados e apresentaram o gene blaKPC em NTEKPC-IId, sendo 27 em um plasmídeo IncQ1 e os outros dois em um plasmídeo IncX3, além de variadas populações de plasmídeos carreando diferentes genes de resistência. O plasmídeo IncX3 é conjugativo e de baixo número de cópias, diferente do plasmídeo IncQ1 que é pequeno, mobilizável e de alto número de cópias, principalmente em K. pneumoniae. Não foram observadas relações entre o número de cópias de plasmídeo (NCP) e os valores de concentração inibitória mínima (CIM) de carbapenêmicos para os isolados contendo NTEKPC, porém, o NCP parece estar diretamente ligado à espécie que abriga o plasmídeo em questão. O plasmídeo IncQ1 foi transferido para E. coli J53 juntamente com um plasmídeo conjugativo sem gerar alterações do fitness da bactéria, bem como mantendo valores próximos de CIM de carbapenêmicos, apesar do baixo NCP da transconjugante. Ressalta-se a preocupação de se ter encontrado o gene mcr-9 em um plasmídeo conjugativo IncHI2/IncHI2A na linhagem Enterobacter cloacae BHKPC28, o qual pode ajudar na mobilidade do IncQ1 com o NTEKPC, disseminando dois determinantes de resistência a antibióticos de último recurso. Na segunda parte deste estudo, quatro isolados coprodutores de KPC e NDM selecionados pertenciam a um clone ST11 de K. pneumoniae extensivamente resistente, responsável por um surto durante a pandemia de COVID-19. O plasmídeo IncN conjugativo de ~56kpb que abrigava blaKPC em Tn4401 compartilhava uma alta identidade com outros plasmídeos da América Latina e já circulava em 2015 como um elemento maior no mesmo hospital. O gene blaNDM estava abrigado em um plasmídeo IncC conjugativo de ~102 kpb com outros cinco genes de resistência. O maior número de cópias do plasmídeo blaKPC pode ter contribuído para a conjugação de somente este gene para E. coli, sem alterações de fitness. Houve um aumento substancial dos valores de CIM de carbapenêmicos nos transconjugantes em relação a linhagem E. coli J53 sem plasmídeo, apesar do fenótipo de sensibilidade. A sensibilidade de E. coli a meropenem e imipenem pode ser devido ao baixo número de cópias do plasmídeo que abriga blaKPC nesta espécie. Como conclusão do nosso estudo não foi encontrada uma diversidade de NTEKPC, apenas o NTEKPC-IId, na maioria em plasmídeo mobilizável IncQ1, que se apresenta com maior NCP em Klebsiella pneumoniae, mas cujo número de cópias não influenciou a CIM dos carbapenêmicos. Já o surto de coprodutoras KPC e NDM se deu devido a disseminação clonal de K. pneumoniae ST11 extensivamente resistente com blaKPC (em Tn4401 em IncN) e blaNDM em plasmídeos distintos.