Avaliação da coprodução de KPC e NDM em Klebsiella pneumoniae : caracterização dos elementos genéticos móveis envolvidos

Abstract

Infecções causadas por Enterobacterales produtoras de carbapenemases que abrigam mais de um gene de carbapenemases se espalham, principalmente, pela mobilização de plasmídios e transposons. É importante avaliar esses elementos genéticos móveis para compreender sua disseminação. Este estudo teve como objetivo analisar os elementos genéticos móveis carreadores de blaKPC e blaNDM de coprodutores de carbapenemases de K. pneumoniae (KpKN). Isolados de K. pneumoniae com suscetibilidade reduzida a carbapenêmicos foram obtidos de 2016 a 2023. Para avaliar o ambiente genético de KpKN, 22 isolados foram selecionados para perfil de suscetibilidade antimicrobiana e sequenciamento do genoma completo (WGS) usando plataformas MiSeq e MinIon. O gene blaKPC-2 foi carreado, principalmente, por IncN/IncFIB (~84.000 pb), um novo plasmídio cointegrado (16/22; 72%) no transposon Tn4401b, que também carregava genes que conferem resistência ao trimetoprim. O blaNDM-2 foi carregado nos únicos dois isolados KpKN recuperados antes de 2020 pelo plasmídio do tipo IncHI1B/IncFIB (~255.000 pb), carregando o gene no transposon Tn3000, que também apresentava genes de resistência a aminoglicosídeos. Digno de nota, os isolados obtidos desde 2020 mostraram o gene blaNDM-1 carreado pelo IncA/C (~170.000 pb) (18/22; 82%) em um “IS26-flanked pseudo-composite transposon containing ISCR1”, que também tinha genes que conferem resistência a sulfonamidas, aminoglicosídeos, macrolídeos, quinolonas, anfenicóis, tetraciclinas, rifampicina, sulfonamida e trimetoprima. As alterações do plasmídio e do transposon durante os diferentes períodos podem estar relacionadas à maior disseminação de NDM e o grande número de genes de resistência presentes no transposon flanqueado IS26 pode ter aumentado a coseleção deste plasmídio através do amplo uso de antibióticos durante a pandemia.

Infections due to carbapenemase-producing Enterobacterales harboring more than one carbapenemase gene spreads mainly by plasmid and transposon mobilization. It is important to evaluate these genetic mobile elements to understand their dissemination. This study aimed to analyze the mobile genetic elements carrying blaKPC and blaNDM of K. pneumoniae carbapenemase co-producers (KpKN). K. pneumoniae isolates with reduced susceptibility to carbapenems were obtained from 2016 to 2023. To evaluate the genetic environment of KpKN, 22 isolates were selected for antimicrobial susceptibility profile and whole genome sequencing (WGS) using MiSeq and MinIon platforms. The blaKPC-2 gene was carried mainly by IncN/IncFIB (~84,000 bp), a novel co-integrated plasmid (16/22; 72%) in the Tn4401b transposon, which also carried genes that confer resistance to trimethoprim. The blaNDM-2 was carried in the only two KpKN isolates recovered before 2020 by the IncHI1B/IncFIB plasmid type (~255,000 bp), carrying the gene in the Tn3000 transposon, which also presented genes for resistance to aminoglycosides. Noteworthy, isolates obtained since 2020 showed the blaNDM-1 gene carried by the IncA/C plasmid type (~170,000 bp) (18/22; 82%) in an IS26- flanked pseudo-composite transposon containing ISCR1, which also had genes that confer resistance to sulfonamides, aminoglycosides, macrolides, quinolones, amphenicols, tetracyclines, rifampicin, sulfonamide, and trimethoprim. The plasmid and transposon changes during the different periods could be related to higher dissemination of NDM and the large number of resistance genes present in the IS26- flanked transposon may have increased the co-selection of this plasmid through the wide use of antibiotics during the pandemic.