Caracterização genética de isolados clínicos de Enterobacter aerogenes e Enterobacter cloacae: determinantes de resistência e virulência

Abstract

Enterobacter aerogenes e Enterobacter cloacae são importantes patógenos causadores de Infecções relacionadas à Assistência à Saúde (IRAS), podendo apresentar diferentes genes de virulência e de resistência a antimicrobianos. O objetivo desse estudo foi caracterizar e comparar genomicamente isolados de E. aerogenes e E. cloacae multidrogas resistentes (MDR), provenientes de um Hospital público de Recife-PE entre 2011 e 2013, através da investigação de genes relacionados à resistência a antimicrobianos e à virulência, como também analisar o perfil plasmidial e relação clonal dos isolados. Portanto, este estudo foi dividido em três etapas: (1) caracterizar fenotipicamente e genotipicamente 51 isolados de E. aerogenes e E. cloacae provenientes de infecção ou colonização em pacientes de um hospital público de Recife-PE, Brasil, através de perfil de susceptibilidade a antimicrobianos, análises de genes de β-lactamase por PCR e sequenciamento de DNA, perfil plasmidial e ERIC-PCR; (2) realizar o primeiro sequenciamento genômico de 2 isolados de E. aerogenes, blaKPC-2 positivos, provenientes de colonização (Ea5A) e de infecção (Ea7A) em pacientes internados na Unidade de Terapia Intensiva (UTI) de um mesmo hospital, além de análise comparativa com 2 cepas de E. aerogenes sequenciadas anteriormente e (3) realizar sequenciamento genômico de 2 isolados de E. cloacae, blaCTX-M-15 positivos, provenientes de infecções: Ec2A (secreção ocular) e Ec7A (hemocultura) em pacientes internados na Unidade de Terapia Intensiva neonatal (UTI neo) de um mesmo hospital, além de análise comparativa com cepas de E. cloacae sequenciadas anteriormente. Em ambas as espécies houve detecção de altas taxas para ESBL (41%) e carbapenemases (18% para E. cloacae e 88% para E. aerogenes), com identificação das variantes: blaTEM-1, blaCTX-M-15 e blaKPC-2. Os isolados apresentaram disseminação clonal, com E. cloacae blaCTX-M positivo disseminado na UTI neonatal e E. aerogenes blaKPC positivo na UTI e em outros setores do hospital. Foi visto que apesar dos isolados apresentarem relação clonal pela ERIC-PCR apresentaram diferentes perfis plasmidiais e de resistências, além de, diferentes genes de resistência. O sequenciamento genômico permitiu a detecção de: (1) vasto arsenal de genes de resistência a beta-lactâmicos, assim como, genes de resistência a outras classes de antimicrobianos, (2) diversos genes de virulência relacionados a adesinas fimbriais, sideróforos, cápsula e biofilme e (3) cinco tipos de sistemas de efluxo e quatro tipos de sistemas de secreção, relacionados pricipalmente à resistência e virulência, respectivamente. Em relação à análise comparativa dos genomas, foi visto que apesar de serem clones pela ERIC-PCR e provenientes do mesmo setor hospitalar, ambas as espécies apresentaram diferenças sutis no quantitativo de genes totais, genes de resistência, genes de virulência, sistemas de efluxo e secreção, além de características exclusivas de cada isolado. Também foi possível detectar que dentre os isolados de E. aerogenes, foi visto que o isolado proveniente de colonização (Ea5A), apresentou genes de virulência potenciais para estabelecer a infecção, além de elementos genéticos móveis capazes de transmitir diversos genes para outras bactérias presentes na microbiota entérica do paciente, o que reforça a importância da colonização no contexto de IRAS. Considerando os isolados de E. cloacae sequenciados genomicamente, o isolado proveniente de hemocultura (Ec7A) mostrou maior número de determinantes de resistência (beta-lactamases e sistemas de efluxo) que o isolado proveniente de secreção ocular, o que pode dificultar o tratamento e consequentemente favorecer a evolução para estágios mais severos como sepse e choque séptico. Os resultados aqui apresentados evidenciam o vasto arsenal de genes de resistência e virulência albergados pelos isolados de E. aerogenes e E. cloacae o que pode facilitar o estabelecimento da infecção e dificultar o tratamento.