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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.9.2016.tde-28042016-101448
Document
Author
Full name
Bruna Mara Silva Seco
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Sampaio, Jorge Luiz Mello (President)
Piazza, Roxane Maria Fontes
Minarini, Luciene Andrade da Rocha
Title in Portuguese
Persistência de plasmídeos que codificam carbapenemases do tipo New-Delhi-Metalo-β-Lactamase
Keywords in Portuguese
blaNDM-1
Carbapenemase
Enterobacteriaceae
Maprotilina
Plasmídeos
Abstract in Portuguese
As metalo-β-lactamases (MBL) são capazes de hidrolisar os carbapenêmicos, a classe de antimicrobianos com maior potência para o tratamento de infecções graves e de maior uso clinico. Dentre as MBL, o grupo mais recentemente descrito e que apresentou rápida disseminação em todo o mundo é o da New-Delhi-Metalo- β-lactamases (NDM). Nas enterobactérias, os genes que codificam essas enzimas estão mais frequentemente localizados em plasmídeos. O estudo da estabilidade de plasmídeos que albergam o gene blaNDM-1 é importante para entender a predominância de espécies que carregam esses plasmídeos, desvendar mecanismos moleculares envolvidos na sua persistência e para desenvolver novas drogas que possam diminuir a sua persistência. Estudos recentes sobre estabilidade plasmidial evidenciaram que a maprotilina é capaz de induzir perda plasmidial de até 90% em E. coli K12. Neste trabalho, foi estudado o efeito da maprotilina na indução de cura de plasmídeos, que albergam o gene blaNDM-1, em diferentes espécies da família Enterobacteriaceae. Nove isolados pertencentes a diferentes espécies foram incluídas no estudo. Os plasmídeos foram caracterizados quanto ao seu tamanho por eletroforese e por sequenciamento de DNA no sistema Illumina. A persistência plasmidial foi determinada pelo método de contagem em placa em LB ágar com e sem tratamento com maprotilina em concentrações sub-inibitórias (50mg/L). O experimento foi conduzido por 10 dias, representando aproximadamente 100 gerações. Neste estudo evidenciou-se que o grupo das enterobactérias estão envolvidas na disseminação de plasmídeos com blaNDM-1, sendo que plasmídeos do grupo IncF estão mais relacionados a essa dispersão. A maprotilina teve efeito de cura plasmidial em todos os isolados exceto em E. hormaechei "subsp. oharae" e C. freundii. O isolado P. rettgeri apresentou maior taxa de perda plasmidial e a análise comparativa da sequência nucleotídica do plasmídeo indicou que a presença da IS5 pode estar relacionada com a diminuição da persistência plasmidial. Diferenças na persistência plasmidial, quando tratados com maprotilina, entre E. hormaechei "subsp. steigerwaltii" e E. hormaechei "subsp. oharae" sugerem que E. hormaechei "subsp. oharae" pode ser um possível disseminador de plasmídeos albergando blaNDM-1, devido a processos de adaptação co-evolutivos.
Title in English
Persistence of plasmids that encodes New-Delhi-Metalo-β- lactamase
Keywords in English
blaNDM-1
Carbapenemase
Enterobacteriacea
Maprotiline
Plasmid
Abstract in English
Metallo- β-lactamases (MBL) are able to hydrolase carbapenems, an antimicrobial class in clinical use with high potency in the treatment of severe infections. The most recently decribed group of MBL is the New-Delhi-Metallo-β-lactamases (NDM). This group is mostly correlated to the spread of resistance mediated by plasmid in Enterobacteriaceae. Understanding the plasmid persistence pattern is important in order to understand the predominance of a given species related to antimicrobial resistance plasmids spread, to unveil molecular mechanisms involved in the increase of plasmid persistence and to develop new drugs which could decrease its persistence. Recent studies have associated maprotiline to a decrease in 90% of plasmid persistence in E. coli K12. In this work, we evaluated the effect of maprotiline in curing plasmids carrying blaNDM-1 in different species of Enterobacteriaceae. Nine isolates belonging to different species were evaluated. Plasmids were characterized by agarose gel electrophoresis and by DNA sequencing with Illumina platform. The plate counting method was used to determine plasmid persistence, with and without sub-inhibitory (50 mg/L) concentration of maprotiline during 10 days, representing approximately 100 generations. We found that Enterobacteriaceae are involved in the spread of NDM-1 plasmid-mediate resistance and the IncF group is the plasmid incompatibility group more frequently involved in this dissemination. Maprotiline showed a plasmid-curing effect in all isolates, except against plasmids of E. hormaechei "subsp. oharae" and C. freundii. The P. rettgeri isolate had the highest plasmid-curing rate. Sequencing analysis revealed an IS5 in the plasmid, which could be associated to a decrease in plasmid persistence. The difference between plasmid persistence pattern of plasmids isolated from E. hormaechei "subsp. steigerwaltii" and E. hormaechei "subsp. oharae", when treated with maprotiline, suggest that E. hormaechei "subsp. oharae", could be associated to the spread of plasmids carrying blaNDM-1 due to co-evolution adaptation.
 
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Publishing Date
2016-05-19
 
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