Mutaxénese de xenes pertencentes ao resistoma secundario de E. coli resistente a cefotaxima

Abstract

[SPA] La resistencia a agentes antimicrobianos en bacterias es uno de los principales problemas de salud a nivel mundial y se estima que debido a la difusión masiva de genes de resistencia entre cepas este problema aumente cada vez más.

Dentro de los patógenos considerados como críticos por la Organización Mundial de la Salud, frente a los que es urgente descubrir nuevas terapias, se encuentra Escherichia coli resistente a cefalosporinas de 3ª generación, como la cefotaxima (CTX); resistencia que puede deberse a la producción de β-lactamasas de espectro extendido.

El presente estudio tiene como objetivo comprobar el efecto sobre la resistencia a cefotaxima de un gen perteneciente al resistoma secundario frente a este antimicrobiano en cepas clínicas de Escherichia coli productoras de la enzima CTX-M-1.

Para ello, se llevó a cabo la mutagénesis del gen ybeD en dos cepas clínicas de Escherichia coli blaCTX-M-1 positivas, de origen humano y animal. Posteriormente se determinó la concentración mínima inhibitoria (MIC) de CTX en cada cepa, tanto salvajes como mutantes; mostrando una reducción en la MIC para los mutantes en comparación con la cepa salvaje correspondiente. Además, se realizó un ensayo de cinética de muerte bacteriana de 0 a 24 horas, empleando todas las cepas en estudio y creciéndolas en un medio suplementado con CTX—aproximadamente ½ de la MIC en las cepas salvajes. En este ensayo se observó una reducción inicial en el crecimiento y supervivencia de cada cepa mutante respecto a la salvaje, y una recuperación a las 24 horas.

En conclusión, los resultados sugieren que el gen ybeD está involucrado en la resistencia a cefotaxima, ya que su deleción reduce la resistencia a dicho antibiótico. Es importante destacar que la reducción es menor que la obtenida previamente en una cepa de referencia de E. coli portadora del gen blaCTX-M-1.[GLG] A resistencia a axentes antimicrobianos en bacterias é un dos principais problemas de saúde a nivel mundial e estímase que debido á difusión masiva de xenes de resistencia entre cepas este problema aumente cada vez máis.

Dentro dos patóxenos considerados como críticos pola Organización Mundial da Saúde, fronte aos que é urxente descubrir novas terapias, atópase Escherichia coli resistente a cefalosporinas de 3ª xeración, como a cefotaxima (CTX); resistencia que se pode deber á produción de β -lactamasas de espectro estendido.

O presente estudo ten coma obxectivo comprobar o efecto sobre a resistencia a cefotaxima dun xene pertencente ao resistoma secundario fronte a este antimicrobiano en cepas clínicas de Escherichia coli produtoras da enzima CTX-M-1.

Para iso, levouse a cabo a mutaxénese do xene ybeD en dúas cepas clínicas de Escherichia coli blaCTX-M-1 positivas, de orixe humana e animal. Posteriormente determinouse a concentración mínima inhibitoria (MIC) de CTX en cada cepa, tanto salvaxes coma mutantes; mostrando unha redución na MIC para os mutantes en comparación coa cepa salvaxe correspondente. Ademais, realizouse un ensaio de cinética de morte bacteriana de 0 a 24 horas, empregando todas as cepas do estudo e crecéndoas nun medio suplementado con CTX—aproximadamente ½ da MIC nas cepas salvaxes. Neste ensaio observouse unha redución inicial no crecemento e supervivencia de cada cepa mutante respecto á salvaxe, e unha recuperación ás 24 horas.

En conclusión, os resultados suxiren que o xene ybeD está involucrado na resistencia a cefotaxima, xa que a súa deleción reduce a resistencia a dito antibiótico. É importante resaltar que a redución e menor que a obtida previamente nunha cepa de referencia de E. coli portadora do xene blaCTX-M-1.[ENG] Antimicrobial resistance in bacteria is one of the main health issues worldwide and it is estimated that because of the massive diffusion of resistance genes among strains this problem is on the increase.

Among the pathogens considered critical by the World Health Organization, against whom new therapies are urgent, there is Escherichia coli resistant to 3rd generation cephalosporins, such as cefotaxime (CTX); resistance that can be due to the production of extended-spectrum β-lactamases.

The present study seeks to verify the effect on cefotaxime resistance of a gene belonging to the secondary resistome against this antimicrobial agent in two clinical strains of Escherichia coli that produce the CTX-M-1 enzyme.

To do this, the mutagenesis of the ybeD gene in both clinical strains, of human and animal origin, was carried out, and subsequently the minimum inhibitory concentration (MIC) towards CTX in each of the strains, both wild-type (WT) and mutants, was performed; observing a reduction on the MIC in each of the mutants with regards to the corresponding WT. Additionally, a time kill assay from 0 to 24 hours was performed in media supplemented with CTX—approximately ½ of the MIC for the WT strains—using all the strains under study. Results showed that the mutant strains’ growth and survival were initially impaired compared to the corresponding WT, and a recovery at 24 hours.

In conclusion, the results suggest that the ybeD gene is involved in the resistance to cefotaxime, since its deletion yielded a decrease in the MIC to such antibiotic. Notably, this reduction is lower than that previously obtained in a reference strain of E. coli carrying the blaCTX-M-1 gene