Caracterização e diversidade molecular do transposon Tn1546, carreador do gene vanA, responsável pela expressão de resistência à vancomicina, em amostras clínicas de diferentes espécies de Enterococcus

Enterococcus resistentes à vancomicina (VRE) são reconhecidos como importantes patógenos causadores de infecções nosocomiais, configurando um grave problema de saúde pública, principalmente pela escassez de opção terapêutica eficaz. O fenótipo de resistência VanA é o mais frequente, sendo definido pela resistência a altos níveis de vancomicina e teicoplanina. VanA é caracterizado por um conjunto gênico (vanRSHAXYZ) localizado no elemento genético móvel denominado transposon Tn1546. A diversidade de Tn1546 resulta de alterações estruturais promovidas por deleções ou integração de sequências de inserção (IS) que, exercem papel chave na evolução do elemento VanA, modificando os aspectos relacionados à sua transferência e expressão do fenótipo. O objetivo deste estudo foi caracterizar e avaliar o polimorfismo de elementos Tn1546 presentes em amostras de diferentes espécies de Enterococcus isoladas em instituições hospitalares do Estado do Rio de Janeiro no período de 2000 a 2012. Foram incluídas neste estudo 70 amostras VRE que foram caracterizadas quanto ao gênero, espécies e genótipo de resistência aos glicopeptídeos por métodos convencionais e PCR multiplex. A susceptibilidade a 17 antimicrobianos foi avaliada pelo método de difusão em ágar, e concentração inibitória mínima (CIM) para vancomicina e teicoplanina foi determinada por microdiluição em caldo. O tranposon foi obtido após lise das células bacterianas e amplificação por PCR longo, utilizando-se oligonucleotídeos específicos para a região repetida e invertida que flanqueia este elemento genético. A diversidade dos elementos Tn1546 foi avaliada por um conjunto de métodos moleculares que incluiu a análise do polimorfismo do tamanho de fragmentos de restrição (restriction fragment lenght polymorphism, RFLP), utilizando-se a endonuclease ClaI, amplificação de segmentos internos por PCR de sobreposição de oligonucleotídeos (overlapping PCR) e detecção de sequências de inserção (ISs). A caracterização em espécies considerada para as demais análises foi obtida pela metodologia de PCR de acordo com a seguinte distribuição: E. avium (N=6), E. faecalis (N=12), E. faecium (N=46), E. gallinarum (N=4) e E. raffinosus (N=2). Todas as amostras apresentaram o genótipo vanA. Nos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos foi observado que todas as amostras foram multirresistentes, sendo resistente de 6 a 13 dentre os 17 antimicrobianos testados. A presença de elementos semelhantes ao arquétipo de Tn1546 foi observada em 61,5% das amostras; entretanto, 27 amostras apresentaram perfis variantes de Tn1546. Foram identificados nove perfis de RFLP, dentre 66 avaliadas, sendo o perfil I, prevalente e semelhante ao arquétipo de Tn1546. Não foi possível analisar quatro amostras por RFLP. Os produtos de amplificação de Tn1546 alterados, obtidos pela overlapping PCR e pelo rastreamento de IS, levaram à classificação de 15 tipos polimórficos, nomeados de A a O. A maioria dos Tn1546 polimórficos teve suas regiões de ORF1 e/ou ORF2 deletadas; e IS1542 juntamente com IS1216V foram as inserções mais frequentes, que em muitas situações compartilhavam a mesma região de inserção. IS19 foi detectada apenas na região vanS-vanH. Os dados apresentados neste estudo indicam que o polimorfismo de Tn1546 pode ser explorado no rastreamento de rotas de transmissão, acompanhamento da dispersão de elementos VanA e investigação da evolução de amostras VRE.

Vancomycin-resistant Enterococcus (VRE) is a leading cause of nosocomial infections, remaining as a public health concern in the last two decades. VanA phenotype is the most frequently encountered and it is responsible for high-level vancomycin and teicoplanin resistance. VanA is characterized by a gene cluster (vanRSHAXYZ) located on the mobile genetic element called Tn1546. The diversity of Tn1546 results from structural changes promoted by deletions or additions of insertion sequences (IS) that play a key role in the evolution of VanA element, changing its transferability and expression of phenotype. The aim of this study was to characterize and evaluate the polymorphism of Tn1546 genetic elements belong to VRE isolates obtained from patients attending in hospitals located in the Rio de Janeiro state, during the period from 2000 to 2012. Seventy VRE strains were included in this study. The strains were identified by conventional physiological testes and multiplex PCR, including the vancomycin resistance phenotype and genotype. Antimicrobial susceptibilities testing were carried out by disk diffusion method for 17 antimicrobials; and the minimal inhibitory concentrations (MIC) values to vancomycin and teicoplanin were evaluated by microdilution technique. Tn1546 were amplified by long-PCR using primers to inverted-repeat sequences flanking the transposon. Tn1546 diversity was evaluated by a set of molecular methods including restriction fragment length polymorphism (RFLP), using the endonuclease ClaI, overlapping PCR and detection of insertion sequence elements (IS). Among the 70 strains, 6 E. avium, 12 E. faecalis, 46 E. faecium, 4 E. gallinarum, and 2 E. raffinosus were characterized by multiplex PCR, as well as the vanA glycopeptide resistance determinant. All the strains were multirresistant, being resistant from 6-13 among the 17 antimicrobials tested. The presence of similar elements to the archetype of Tn1546 was observed in 61.5% of samples; however, 27 samples had variant profiles of Tn1546. Nine RFLP profiles were identified among 66 strains, and the profile I was the most frequent and showed to be similar to the archetype of Tn1546. It was not possible to analyze four strains by RFLP. The amplification products of Tn1546, obtained by overlapping PCR, and screening the IS elements led to the characterization of 15 different types, named A through O. Most Tn1546 had its polymorphisms based on deletion of the ORF1 and / or ORF2 regions; and IS1542 as the most frequent insertion element, which in many cases shared the same region of insertion with IS1216V. IS19 was detected only in vanS-vanH region. The data presented in this study indicate that the polymorphism of Tn1546 can be exploited in tracking transmission routes, monitoring the dispersion of VanA elements and investigation of the evolution of VRE strains.