Características microbiológicas e clínicas das infecções por Acinetobacter spp. e Pseudomonas aeruginosa em Unidade de Terapia Intensiva Cardíaca de um Hospital Universitário do Rio de Janeiro

As infecções em cirurgia cardíaca ainda apresentam um cenário importante nas infecções associadas à assistência a saúde (IAAS), favorecendo ao paciente à aquisição de infecções por micro-organimos multirreristentes. Este trabalho teve como objetivo avaliar o perfil de resistência a antimicrobianos, verificar a presença de genes que codificam as enzimas dos tipos oxacilinases e metalo-beta-lactamases e descrever as características demográficas e clínicas dos pacientes colonziados/infectados por Acinetobacter spp. e P.aeruginosa internados no Centro de Terapia Intensiva Cardíaca do HUPE no período de 2005 a 2010. A maioria das 46 amostras de Acinetobacter spp e das 35 de P.aeruginosa foram de origem respiratória seguido de sangue. A maioria das amostras de A. baumannii apresentou altos percentuais de resistência a: ceftazidina, cefepime, piperacilina-sulbactam, ciprofloxacin, ceftriaxona e CIM ≥32 μg/mL para os carbapenêmicos. Uma amostra foi resistente a Polimixina B. O gene blaOXA-23 foi detectado em 65% das amostras e uma amostra apresentou o gene blaOXA-24. Não foram detectados os genes blaOXA-58-like e blaOXA-143. Para P. aeruginosa os percentuais de resistência para todos os antimicrobianos foram inferiores a 32%. Quatro amostras apresentaram resistência intermediária a polimixina B e nenhum gene de resistência foi detectado. Os prontuários dos pacientes foram analisados a fim de associar as características clínicas com os processos infecciosos identificados e seu desfecho clínico. Na análise por tipo de micro-organismo associado ao processo infeccioso à idade acima de 70 anos, DM e uso da ventilação mecânica por tempo prolongado foi maior no grupo dos pacientes que apresentaram infecção por P.aeruginosa. O IAM, a ICC em internações anteriores e suas complicações (choque cardiogênico e arritmia) tiveram impacto na mortalidade na série de pacientes (p<0,05). A insuficiência renal entre todas as comorbidades foi à única que teve associação com a mortalidade (OR= 8,3). Não houve associação entre a mortalidade e o micro-organismo que causou a infecção (Acinetobacter spp. p=0,3 e P.aeruginosa p=0,2) ou a resistência a carbapenêmicos (p=0,5). Foram observados dois casos de mediastinte por Acinetobacter spp. e dois por P. aeruginosa sendo um achado inédito no Brasil até o momento.

Investigação de genes de resistência a carbapenêmicos e aminoglicosídeos e tipagem molecular de amostras de Acinetobacter baumannii isoladas de pacientes internados em unidades de terapia intensiva de um hospital terciário

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Identificação, perfil fenotípico e disseminação clonal de cepas de Acinetobacter spp. em hospitais do estado do Rio de Janeiro

Espécies do gênero Acinetobacter são patógenos oportunistas que têm sido associados a várias infecções relacionadas à assistência em saúde acometendo principalmente, pacientes hospitalizados em centros de tratamento intensivo. A. baumannii , Acinetobacter genoespécie 3 e Acinetobacter genoespécie 13TU constituem o complexo A. baumannii e são consideradas as espécies de maior importância clínica. O objetivo deste trabalho foi identificar em nível de espécie, avaliar o perfil de resistência e analisar a diversidade genética de 102 amostras de Acinetobacter spp. isoladas de hemoculturas de pacientes internados em quatro hospitais do estado do Rio de Janeiro. Após a utilização de duas técnicas moleculares, 87 (85,3%) amostras foram identificadas como A. baumannii, sete (6,9%) como A. genoespécie 3, duas (1,9%) A. genoespécie 13TU e seis (5,9%) não foram identificadas em nível de espécie. A maioria das amostras de A. baumannii apresentou caráter multirresistente mostrando percentuais de resistência acima de 70% para ceftazidima, cefotaxima e ciprofloxacina. A resistência aos carbapenêmicos variou de 59% a 91%. Foi encontrada uma grande variedade de antibiotipos entre as amostras de A. baumannii, sendo prevalente dois multirresistentes. Um deles, caracterizado pela sensibilidade apenas aos aminoglicosídeos, ocorreu em 20,7% das amostras e o outro observado em 14,9% das amostras , foi caracterizado pela resistência a todos os antimicrobianos testados. Através da PCR, foi observado que 77% das amostras de A. baumannii apresentaram produto de amplificação compatível com gene blaOXA-23-like e destas, 64 mostraram-se resistentes tanto a imipenem quanto a meropenem. Em contrapartida, todas as amostras de A. baumannii OXA-23 negativas mostraram-se sensíveis aos carbapenens. Em relação às amostras de A. genoespécie 3 e 13TU, foram observados baixos percentuais de resistência frente aos antimicrobianos testados e apenas uma amostra de Acinetobacter genoespécie 3 apresentou produto de amplificação compatível com gene blaOXA-23-like, sendo esta sensível aos carbapenens. Não foram detectados os genes blaOXA-40-like e blaOXA-58-like nas 102 amostras de Acinetobacter spp.. A análise do polimorfismo genético das amostras de A. baumannii por PFGE mostrou a presença de 35 clones distribuídos entre os hospitais. Um clone (designado A), presente em 32 amostras (36,9%), foi encontrado nos quatro hospitais, sendo prevalente em três. Em 93,8% das amostras do clone A foi detectado o gene blaOXA-23-like. A disseminação de um clone de A. baumannii multirresistente produtor de OXA-23 entre os hospitais estudados evidencia a importância de medidas de controle de infecções mais eficazes, visando minimizar a morbidade e a mortalidade causadas por este importante patógeno. Além disso, como outras espécies também podem estar associadas a infecções, destacamos a importância da identificação correta das amostras em nível de espécie, visando o conhecimento da patogenicidade, do perfil de resistência e dados epidemiológicos des outras espécies, principalmente as pertencentes ao complexo A. baumannii

Aspectos fenotípicos e moleculares de isolados de Acinetobacter baumannii relacionados à infecção nosocomial

Acinetobacter baumannii, com sua capacidade de acumular resistência aos antibióticos e o seu potencial de formar biofilme, é uma das principais ameaças para infecções em ambiente hospitalar, chegando a se constituir problema de saúde pública. A resistência aos carbapenêmicos geralmente ocorre devido à expressão de oxacilinases e metalo-β- lactamases e a formação de biofilme pode estar relacionada à presença dos genes bap e blaPER-1. Focando estas características, foram analisados 67 isolados de A. baumannii relacionados à infecção nosocomial provenientes de hospital da rede pública de saúde em Pernambuco. Foram obtidas informações através da amplificação e sequenciamento dos genes 16S rDNA, dos genes codificadores de oxacilinases e de metalo-β-lactamases e de genes relacionados à produção de biofilme As sequências do 16S rDNA confirmaram a identificação de 66 dos isolados; o outro isolado apresentou limitação em sua identificação. O gene blaOXA-143-like foi encontrado em 34 isolados (50,7%), blaOXA-23-like em 12 isolados (17,9%), blaOXA-24-like em 10 isolados (14,9%) e o gene, blaOXA-51-like, intrínseco, foi encontrado em 66 isolados (98,5%) e apresentou polimorfismo, indicando-o como potencial marcador para tipagem molecular. Os genes blaOXA-58-like, vim, spm, imp e blaPER-1 não foram encontrados. O gene bap foi encontrado em 58 isolados (86,5%), destes, 18 isolados (31%) apresentaram um produto de amplificação maior que o esperado. A análise das sequências mostrou que nestes isolados havia uma inserção do gene dacD, relacionado a proteína ligadora de penicilina (PBP), o qual pode ter inativado o gene bap e causado diminuição na produção de biofilme observada no teste fenotípico. O teste fenotípico para avaliar a formação de biofilme apresentou aderência positiva e moderada em 37 isolados (55,2%). Estes achados apontam a necessidade de um monitoramento acurado do A. baumannii para orientar o tratamento e controle no ambiente hospitalar.

Modelo epidemiológico discreto para a transmissão de Acinetobacter baumannii em UTIs brasileiras

Pós-graduação em Biometria - IBB

Perfil de suscetibilidade, genes de resistência aos aminoglicosídeos e similaridade genética em amostras de Acinetobacter baumannii isoladas em um Hospital Terciário

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Família Enterobacteriaceae, Acinetobacter baumannii e Pseudomonados na microbiota bucal de pacientes mantidos em unidades de terapia intensiva

Enteric organisms, pseudomonads and other opportunistic microorganisms in the oral microbiota have been linked to serious infections in patients hospitalized in intensive care units (ICU). The present study evaluated the presence of family Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa, and Acinetobacter baumannii in the mouth of patients in ICU, correlating it with oral and systemic conditions. Data on health, socioeconomic status, medication use, drug addiction, medical and family histories of patients held for more than 72 hours in the ICU with a diagnosis of severe infection or that developed this condition after entry in said unit were obtained. Fifty patients provided clinical samples of supragingival and subgingival biofilms, saliva and oral mucous membranes were collected, as well as respiratory secretions from patients with pneumonia, blood and urine for sepsis. The presence of target microorganisms was carried out by polymerase chain reaction (PCR) and by culture using selective media. The Chi-square and Mann-Whitney tests were used for statistical analysis, and the significance level was 5%. The intraoral clinical conditions of the patients were poor. The family Enterobacteriaceae was the most prevalent, affecting 39.5% of the supragingival biofilm samples of patients attended in ICU and 18.6% of patients in the control group, besides the rods were the only group found in extraoral samples.

Associação de antibióticos e terapia fotodinâmica antimicrobiana para o controle de Acinetobacter baumannii

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Infecções de corrente sanguínea por bactérias multirresistentes em UTI de tratamento de queimados: experiência de 4 anos

INTRODUÇÃO: O conhecimento do perfil de resistência aos antibióticos das bactérias de um nosocômio é essencial para orientar tratamento adequado dos pacientes. Isso é especialmente importante para os pacientes mais graves, já que o tratamento deve ser instituído antes do resultado das culturas. O objetivo deste estudo foi analisar o perfil das bactérias multirresistentes encontradas nas hemoculturas de pacientes admitidos na Unidade de Tratamento Intensivo (UTI) da Unidade de Queimados do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. MÉTODO: Foram analisados 178 pacientes internados na UTI para tratamento de queimados, no período de 2009 a 2011, sendo 131 do sexo masculino, com média de idade de 29,2 anos. RESULTADOS: Entre os pacientes analisados, 80 (44,9%) apresentaram hemocultura periférica positiva, sendo 66 (82,5%) casos com bactérias multirresistentes. Em 48 pacientes, foram isoladas Staphylococcus sp., que se apresentaram resistentes à oxacilina em 33 deles. Em 11 pacientes, foram isoladas Acinetobacter baumanii, que se apresentaram resistentes a imipenem em 8 casos. Em 19 pacientes, foram isoladas Pseudomonas sp., resistentes a imipenem em 16 casos. Em 10 pacientes foram isoladas Enterobacter sp., resistentes a amicacina e ciprofloxacina em 2 casos. A presença de bactérias multirresistentes não foi associada a maior ocorrência de óbitos, porém foi verificado maior tempo de internação (52,6 dias vs. 36,3 dias para os grupos com e sem bactérias multirresistentes, respectivamente; P = 0,0306). Não foi encontrada interação significante entre superfície corpórea queimada e presença de bactérias MR. CONCLUSÕES: A presença de bactérias multirresistentes é um problema grave, tanto pela prevalência como pela morbidade e mortalidade associadas.

Molecular analysis of the acinetobacter baumannii biofilm-associated protein

Acinetobacter baumannii is a multidrug-resistant pathogen associated with hospital outbreaks of infection across the globe, particularly in the intensive care unit. The ability of A. baumannii to survive in the hospital environment for long periods is linked to antibiotic resistance and its capacity to form biofilms. Here we studied the prevalence, expression, and function of the A. baumannii biofilm-associated protein (Bap) in 24 carbapenem-resistant A. baumannii ST92 strains isolated from a single institution over a 10-year period. The bap gene was highly prevalent, with 22/24 strains being positive for bap by PCR. Partial sequencing of bap was performed on the index case strain MS1968 and revealed it to be a large and highly repetitive gene approximately 16 kb in size. Phylogenetic analysis employing a 1,948-amino-acid region corresponding to the C terminus of Bap showed that BapMS1968 clusters with Bap sequences from clonal complex 2 (CC2) strains ACICU, TCDC-AB0715, and 1656-2 and is distinct from Bap in CC1 strains. By using overlapping PCR, the bapMS1968 gene was cloned, and its expression in a recombinant Escherichia coli strain resulted in increased biofilm formation. A Bap-specific antibody was generated, and Western blot analysis showed that the majority of A. baumannii strains expressed an ∼200-kDa Bap protein. Further analysis of three Bap-positive A. baumannii strains demonstrated that Bap is expressed at the cell surface and is associated with biofilm formation. Finally, biofilm formation by these Bap-positive strains could be inhibited by affinity-purified Bap antibodies, demonstrating the direct contribution of Bap to biofilm growth by A. baumannii clinical isolates.

Variation in the complex carbohydrate biosynthesis loci of Acinetobacter baumannii genomes

Extracellular polysaccharides are major immunogenic components of the bacterial cell envelope. However, little is known about their biosynthesis in the genus Acinetobacter, which includes A. baumannii, an important nosocomial pathogen. Whether Acinetobacter sp. produce a capsule or a lipopolysaccharide carrying an O antigen or both is not resolved. To explore these issues, genes involved in the synthesis of complex polysaccharides were located in 10 complete A. baumannii genome sequences, and the function of each of their products was predicted via comparison to enzymes with a known function. The absence of a gene encoding a WaaL ligase, required to link the carbohydrate polymer to the lipid A-core oligosaccharide (lipooligosaccharide) forming lipopolysaccharide, suggests that only a capsule is produced. Nine distinct arrangements of a large capsule biosynthesis locus, designated KL1 to KL9, were found in the genomes. Three forms of a second, smaller variable locus, likely to be required for synthesis of the outer core of the lipid A-core moiety, were designated OCL1 to OCL3 and also annotated. Each K locus includes genes for capsule export as well as genes for synthesis of activated sugar precursors, and for glycosyltransfer, glycan modification and oligosaccharide repeat-unit processing. The K loci all include the export genes at one end and genes for synthesis of common sugar precursors at the other, with a highly variable region that includes the remaining genes in between. Five different capsule loci, KL2, KL6, KL7, KL8 and KL9 were detected in multiply antibiotic resistant isolates belonging to global clone 2, and two other loci, KL1 and KL4, in global clone 1. This indicates that this region is being substituted repeatedly in multiply antibiotic resistant isolates from these clones.

Structure of the K2 capsule associated with the KL2 gene cluster of Acinetobacter baumannii

The repeat unit structure of the K2 capsule from an extensively antibiotic-resistant Acinetobacter baumannii global clone 2 (GC2) strain was determined. The oligosaccharide contains three simple sugars, d-glucopyranose, d-galatopyranose and N-acetyl-d-galactosamine, and the complex sugar, 5,7-diacetamido-3,5,7,9-tetradeoxy-l-glycero-l-manno-non-2-ulosonic acid (Pse5Ac7Ac or pseudaminic acid), which has not previously been reported in any A. baumannii capsule. The strain was found to carry all the genes required for the synthesis of the sugars and construction of the K2 structure. The linkages catalyzed by the initiating transferase, three glycosyltransferases and the Wzy polymerase were also predicted. Examination of publicly available A. baumannii genome sequences revealed that the same gene cluster, KL2, often occurs in extensively antibiotic-resistant GC2 isolates and in further strain types. The gene module responsible for the synthesis of pseudaminic acid was also detected in four other K loci. A related module including genes for an acylated relative of pseudaminic acid was also found in two new KL types. A polymerase chain reaction scheme was developed to detect all modules containing genes for sugars based on pseudaminic acid and to specifically detect KL2.

Insertions in the OCL1 locus of Acinetobacter baumannii lead to shortened lipooligosaccharides

Genomes of 82 Acinetobacter baumannii global clones 1 (GC1) and 2 (GC2) isolates were sequenced and different forms of the locus predicted to direct synthesis of the outer core (OC) of the lipooligosaccharide were identified. OCL1 was in all GC2 genomes, whereas GC1 isolates carried OCL1, OCL3 or a new locus, OCL5. Three mutants in which an insertion sequence (ISAba1 or ISAba23) interrupted OCL1 were identified. Isolates with OCL1 intact produced only lipooligosaccharide, while the mutants produced lipooligosaccharide of reduced molecular weight. Thus, the assignment of the OC locus as that responsible for the synthesis of the OC is correct.

Variation in the OC locus of Acinetobacter baumannii genomes predicts extensive structural diversity in the Lipooligosaccharide

Lipooligosaccharide (LOS) is a complex surface structure that is linked to many pathogenic properties of Acinetobacter baumannii. In A. baumannii, the genes responsible for the synthesis of the outer core (OC) component of the LOS are located between ilvE and aspS. The content of the OC locus is usually variable within a species, and examination of 6 complete and 227 draft A. baumannii genome sequences available in GenBank non-redundant and Whole Genome Shotgun databases revealed nine distinct new types, OCL4-OCL12, in addition to the three known ones. The twelve gene clusters fell into two distinct groups, designated Group A and Group B, based on similarities in the genes present. OCL6 (Group B) was unique in that it included genes for the synthesis of L-Rhamnosep. Genetic exchange of the different configurations between strains has occurred as some OC forms were found in several different sequence types (STs). OCL1 (Group A) was the most widely distributed being present in 18 STs, and OCL6 was found in 16 STs. Variation within clones was also observed, with more than one OC locus type found in the two globally disseminated clones, GC1 and GC2, that include the majority of multiply antibiotic resistant isolates. OCL1 was the most abundant gene cluster in both GC1 and GC2 genomes but GC1 isolates also carried OCL2, OCL3 or OCL5, and OCL3 was also present in GC2. As replacement of the OC locus in the major global clones indicates the presence of sub-lineages, a PCR typing scheme was developed to rapidly distinguish Group A and Group B types, and to distinguish the specific forms found in GC1 and GC2 isolates.

A conjugative plasmid carrying the carbapenem resistance gene blaOXA-23 in AbaR4 in an extensively resistant GC1 Acinetobacter baumannii isolate

OBJECTIVES: To locate the acquired bla(OXA-23) carbapenem resistance gene in an Australian A. baumannii global clone 1 (GC1) isolate. METHODS: The genome of the extensively antibiotic-resistant GC1 isolate A85 harbouring bla(OXA-23) in Tn2006 was sequenced using Illumina HiSeq, and the reads were used to generate a de novo assembly. PCR was used to assemble relevant contigs. Sequences were compared with ones in GenBank. Conjugation experiments were conducted. RESULTS: The sporadic GC1 isolate A85, recovered in 2003, was extensively resistant, exhibiting resistance to imipenem, meropenem and ticarcillin/clavulanate, to cephalosporins and fluoroquinolones and to the older antibiotics gentamicin, kanamycin and neomycin, sulfamethoxazole, trimethoprim and tetracycline. Genes for resistance to older antibiotics are in the chromosome, in an AbaR3 resistance island. A second copy of the ampC gene in Tn6168 confers cephalosporin resistance and the gyrA and parC genes have mutations leading to fluoroquinolone resistance. An 86 335 bp repAci6 plasmid, pA85-3, carrying bla(OXA-23) in Tn2006 in AbaR4, was shown to transfer imipenem, meropenem and ticarcillin/clavulanate resistance into a susceptible recipient. A85 also contains two small cryptic plasmids of 2.7 and 8.7 kb. A85 is sequence type ST126 (Oxford scheme) and carries a novel KL15 capsule locus and the OCL3 outer core locus. CONCLUSIONS: A85 represents a new GC1 lineage identified by the novel capsule locus but retains AbaR3 carrying genes for resistance to older antibiotics. Resistance to imipenem, meropenem and ticarcillin/clavulanate has been introduced into A85 by pA85-3, a repAci6 conjugative plasmid carrying Tn2006 in AbaR4.