Caracterização de enterobacteriaceae produtoras de ESBL, AmpC e carbapenemases isoladas em amostras de animais de companhia e de produção

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dc.contributor.advisorPereira, Ulisses de Pádua
dc.contributor.authorChicoski, Larissa Melo
dc.contributor.bancaDall Agnol, Alais Maria
dc.contributor.bancaCosta, Mateus Matiuzzi da
dc.coverage.extent146 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2025-05-13T13:27:58Z
dc.date.available2025-05-13T13:27:58Z
dc.date.issued2024-06-13
dc.description.abstractO uso inadequado de antimicrobianos favoreceu a seleção e disseminação de cepas bacterianas resistentes, uma ameaça à saúde única. Enterobacteriaceae são responsáveis por infecções recorrentes e apresentam eminente resistência a medicamentos. Enzimas presentes nessas bactérias conferem resistência a beta-lactâmicos, relacionadas com falha terapêutica e alta mortalidade dos pacientes. O objetivo desse estudo foi detectar a produção de beta lactamases tipo espectro estendido (ESBL), Ampicilinase (AmpC) e carbapenemases e a presença dos genes codificadores para essas enzimas em Escherichia coli, Klebsiella spp. e Proteus spp. isolados de amostras de animais. Foram selecionados 130 isolados multirresistentes (MR), no período de seis anos (2016-2021) provenientes de secreções (otológica, nasal, leite, bile e líquido abdominal), excreções (fezes e urina) e órgãos (pele, sangue, mucosa vesical, baço, fígado, rim, endométrio, olho e articulação) de animais das espécies canina, felina, bovina, equina e de peixes. Todas as amostras foram identificadas por provas bioquímicas e submetidas ao teste de sensibilidade a aminoglicosídeos, anfenicóis, beta-lactâmicos, macrolídeos, quinolonas, sulfonamidas e tetraciclinas para classificação de grau de multirresistência, e a detecção fenotípica de produção de ESBL, AmpC e carbapenemases por teste de Hodge modificado (THM), método de inativação de carbapenêmicos (mCIM) e de inativação de carbapenêmicos com EDTA (eCIM). Realizou-se a extração do DNA dos isolados por fervura (95o por 15 minutos) seguidos da detecção de genes tipo serino-beta-lactamase, metalo-beta-lactamases e carbapenemases por de protocolos de reação de cadeia polimerase (PCR) e multiplex PCR (mPCR). Dos 98 isolados de E. coli, 87,75% foram reconhecidos como MR, sendo fenotipicamente 28,57% produtores de ESBL, 16,32% de AmpC e 22,44% de carbapenemases. Isolados de Klebsiella spp. (n=28) 85,71% foram MR, 50,0% expressaram ESBL, 14,28% AmpC, 25,0% carbapenemases. Todos os isolados de Proteus spp. expressaram presença de carbapenemases (n=4), metade foi classificada como MR e 75% dos recuperados apresentaram resistência a cefoxitina. Foram detectados genes do grupo CTX-M em 56,12% das E. coli, sendo 58,18% (32/55) CTX-M-1, 38,18% CTX-M-2, 12,72% CTX-M-8, 16,63% CTX-M-9, e do grupo AmpC em 9,18%, sendo 77,77% (7/9) CMY-2 e 11,11% DHA e FOX-1 cada. Em 82,14% das Klebsiella spp. foram detectados genes CTX-M, sendo 75,0% CTX-M-1 e 10,71% CTX-M-2. Não houve detecção de genes AmpC nesse gênero. Nenhum isolado de Proteus spp. expressou ESBL ou teve detecção do grupo CTX-M, mas em 50% foi possível detectar genes AmpC, todos CMY-2. Genes de carbapenemases foram encontrados apenas em Klebsiella spp.,1 isolado (3,57%) detectado blaKPC-2 e 2 (7,14%) blaNDM. Todos os isolados foram negativos para IMP, GIM, SIM, SPM, VIM e OXA-48. Os produtos da PCR detectados foram sequenciados e depositados no NCBI. Este estudo revela uma frequência crítica de Enterobacteriaceae que possuem genes plasmidiais de resistência antibacteriana isolado em animais, e que representam uma ameaça significativa à saúde única.
dc.description.abstractother1The inappropriate use of antimicrobials has favored the selection and spread of resistant bacterial strains, posing a One health threat. Enterobacteriaceae are responsible for recurrent infections and present eminent drug resistance. Enzymes present in these bacteria confer resistance to beta-lactams, linked to therapeutic failure and high patient mortality. The aim of this study was to detect the production of extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs), Ampicillinases (AmpC), and carbapenemases, as well as the presence of genes encoding these enzymes in Escherichia coli, Klebsiella spp., and Proteus spp. isolated from animal samples. The number of 130 multidrug-resistant (MDR) were isolates over a six-year period (2016-2021) from secretions (otological, nasal, milk, bile, and abdominal fluid), excretions (feces and urine), and organs (skin, blood, bladder mucosa, spleen, liver, kidney, endometrium, eye, and joint) of animals including canine, feline, bovine, equine, and fish species. All samples were identified through biochemical assays and subjected to sensitivity testing against aminoglycosides, phenicols, beta-lactams, macrolides, quinolones, sulfonamides, and tetracyclines to classify the degree of multidrug resistance. Phenotypic detection of ESBL, AmpC, and carbapenemases production was carried out using modified Hodge test (MHT), modified carbapenem inactivation method (mCIM), and carbapenem inactivation method with EDTA (eCIM). The DNA of the isolates were extracted by boiling (95°C for 15 minutes), followed by detection of serine-beta-lactamase, metallo-beta-lactamase, and carbapenemases genes using polymerase chain reaction (PCR) and multiplex PCR (mPCR) protocols. Of the 98 E. coli isolates, 87.75% were identified as MDR, with 28.57% phenotypically producing ESBLs, 16.32% AmpC, and 22.44% carbapenemases. Among Klebsiella spp. isolates (n=28), 85.71% were MDR, with 50.0% expressing ESBLs, 14.28% AmpC, and 25.0% carbapenemases. All Proteus spp. isolates expressed carbapenemases (n=4), with half being classified as MDR, and 75% showing resistance to cefoxitin. CTX-M group genes were detected in 56.12% of E. coli isolates, with 58.18% (32/55) CTX-M-1, 38.18% CTX-M-2, 12.72% CTX-M-8, and 16.63% CTX-M-9. AmpC group genes were detected in 9.18%, with 77.77% (7/9) CMY-2, and 11.11% each for DHA and FOX-1. CTX-M genes were found in 82.14% of Klebsiella spp. isolates, with 75.0% CTX-M-1 and 10.71% CTX-M-2. AmpC genes were not detected in this genus. No ESBL expression or CTX-M group detection was found in Proteus spp., but AmpC genes were detected in 50%, all of which were CMY-2. Carbapenemase genes were only found in Klebsiella spp., with 1 isolate (3.57%) detected blaKPC-2 and 2 (7.14%) blaNDM. All isolates were negative for IMP, GIM, SIM, SPM, VIM, and OXA-48. The PCR products detected were sequenced and deposited in the NCBI database. This study reveals a critical frequency of Enterobacteriaceae harboring plasmid-mediated genes for antibacterial resistance in animals, posing a significant threat to One health.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/18759
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCA - Departamento de Clínicas Veterinárias
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Ciência Animal
dc.subjectBeta-lactamases
dc.subjectBactérias resistentes a antibióticos
dc.subjectEscherichia coli
dc.subjectKlebsiella spp
dc.subjectMultirresistente
dc.subjectProteus spp
dc.subject.capesCiências Agrárias - Medicina Veterinária
dc.subject.cnpqCiências Agrárias - Medicina Veterinária
dc.subject.keywordsAntibiotic-resistant bacteria.
dc.subject.keywordsBeta-lactamases
dc.subject.keywordsEscherichia coli
dc.subject.keywordsKlebsiella spp
dc.subject.keywordsMultidrug resistant
dc.subject.keywordsProteus spp
dc.titleCaracterização de enterobacteriaceae produtoras de ESBL, AmpC e carbapenemases isoladas em amostras de animais de companhia e de produção
dc.title.alternativeCharacterization of enterobacteriaceae producing ESBL, AmpC, and carbapenemases isolated in samples from companion and production animals
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Agrárias

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