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Tipo do documento: Tese
Título: Caracterização fenotípica e genotípica de Klebsiella pneumoniae produtora de KPC: investigação da associação entre colonização e infecção
Título(s) alternativo(s): Phenotypic and genotypic characterization of KPC-producing Klebsiella pneumoniae: Investigation of the association between colonization and infection
Autor: Barroso, Marlon do Valle 
Primeiro orientador: Casella, Tiago
Primeiro membro da banca: Brocchi, Marcelo
Segundo membro da banca: Doi, André Mario
Terceiro membro da banca: Huenuman, Nilton Erbet Lincopan
Resumo: Introdução: As infecções nosocomiais são, frequentemente, associadas à Klebsiella pneumoniae produtora de KPC (Kp-KPC). O trato gastrointestinal funciona como um importante reservatório para essas cepas, e a colonização prévia é um importante fator de risco para o desenvolvimento da doença. Apesar disso, as razões pelas quais alguns pacientes com estados de saúde semelhantes e carreadores de Kp-KPC progridem para infecção, enquanto outros não, permanecem indefinidas. Objetivo: O objetivo deste estudo foi identificar determinantes genéticos presentes em isolados de Kp-KPC que possam contribuir para a transição da colonização para a infecção. Material e Métodos: Foi realizado um estudo retrospectivo entre maio de 2018 a junho de 2021, em que 374 isolados Kp-KPC obtidos de culturas de vigilância e amostras de infecção foram selecionados para análise do perfil fenotípico de resistência e tipagem molecular por XbaI-PFGE. Resultados: A população de Kp-KPC estudada apresentou uma ampla diversidade genética e resistência a quase todos os antibióticos testados. A maioria dos pacientes (69,8%) estava na UTI no momento em que foi realizada a coleta da amostra para análise microbiológica, demonstrando ser uma coorte que demanda cuidados especiais. A partir da tipagem por XbaI-PFGE, 51 isolados foram selecionados para uma caracterização mais detalhada e subdivididos em dois grupos: 24 Kp-KPC foram categorizados apenas como colonizadores (ONLYCOL) e 27, como colonizadores que transitaram para infecção (COLINFEC). Os Kp-KPC de ambos os grupos foram selecionados para o sequenciamento completo do genoma (WGS) e ensaios fenotípicos adicionais, como teste de produção de biofilme, perfil de suscetibilidade aos antibióticos e capacidade de infecção em Galleria mellonella. Os ensaios de resistência aos antibióticos e de biofilme não mostraram diferenças significativas entre os grupos ONLYCOL e COLINFEC. O Multi Locus Sequence Typing (MLST) revelou oito sequências tipo – ST, sendo aquelas do complexo clonal 258 (ST 11 e ST 340) predominante em ambos os grupos. Entretanto, a ST 16 esteve associada ao grupo COLINFEC (p = 0,034). O alelo blaKPC-2 esteve presente em todos os 51 isolados selecionados. Yersiniabactina e a toxina colibactina (clb-3) foram amplamente representativas em ambos os grupos. O replicon IncF foi prevalente entre os isolados e esteve mais associado ao gene blaKPC-2 no grupo COLINFEC. A análise genômica comparativa identificou sete anotações associadas ao grupo COLINFEC (p < 0,01), incluindo duas sequências de inserção (família IS5 e família ISNCY), uma protease (HtpX), uma proteína de choque térmico (IbpA), a proteína de antiterminação Q, a fosfolipase D e uma proteína hipotética. Por outro lado, anotações relacionadas ao metabolismo de metais, sais e minerais foram associadas ao grupo ONLYCOL. Kp-KPC do grupo COLINFEC mostraram maior virulência em larvas G. mellonella nas primeiras 24 horas de infecção, sendo que a linhagem ST 11-KL64 demonstrou alta mortalidade das larvas, mesmo em baixas concentrações. Conclusão: Em conclusão, este estudo relata elementos, especificamente, associados à infecção, como a ST 16 e sete anotações genéticas. Estas descobertas contribuem para a compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes à patogenicidade de Kp-KPC e podem ter implicações para o desenvolvimento de futuras intervenções direcionadas à prevenção.
Abstract: Introduction: Nosocomial infections are often associated with KPC-producing Klebsiella pneumoniae (Kp-KPC). The gastrointestinal tract acts as an important reservoir for these strains, and previous colonization is an important risk factor for developing the disease. Despite this, the reasons why some patients with similar health status and Kp-KPC carriers progress to infection, while others do not, remain elusive. Objective: The aim of this study was to identify genetic determinants present in Kp-KPC isolates that may contribute to the transition from colonization to infection. Material and Methods: A retrospective study was carried out between May 2018 and June 2021, in which 374 Kp-KPC isolates obtained from surveillance cultures and infection samples were selected for analysis of the antibiotic susceptibility test and molecular typing by XbaI-PFGE. Results: The Kp-KPC population studied showed a wide genetic diversity and resistance to almost all the antibiotics tested. Most of the patients (69.8%) was in the ICU at the time the sample was taken for microbiological analysis, demonstrating that this is a cohort that requires special care. From the XbaI-PFGE typing; 51 isolates were selected for further characterization and subdivided into two groups: 24 Kp-KPC were categorized as colonizers only (ONLYCOL) and 27 as colonizers that transitioned to infection (COLINFEC). Kp-KPC from both groups were selected for whole genome sequencing (WGS) and additional phenotypic assays, such as biofilm production test, antibiotic susceptibility test and ability to infect Galleria mellonella. The antibiotic resistance and biofilm assays showed no significant differences between the ONLYCOL and COLINFEC groups. Multi Locus Sequence Typing (MLST) revealed eight ST-type sequences, with those of the 258 clonal complex (ST 11 and ST 340) predominating in both groups. However, ST 16 was associated with the COLINFEC group (p = 0.034). The blaKPC-2 allele was present in all 51 selected isolates. Yersiniabactin and colibactin toxin (clb-3) were widely representative in both groups. The IncF replicon was prevalent among the isolates and was more associated with the blaKPC-2 gene in the COLINFEC group. Comparative genomic analysis identified seven annotations associated with the COLINFEC group (p < 0.01), including two insertion sequences (IS5 family and ISNCY family), a protease (HtpX), a heat shock protein (IbpA), the Q antitermination protein, phospholipase D and a hypothetical protein. On the other hand, annotations related to the metabolism of metals, salts and minerals were associated with the ONLYCOL group. Kp-KPCs from the COLINFEC group showed greater virulence in G. mellonella larvae in the first 24 hours of infection, and the ST 11-KL64 strain showed high larval mortality, even at low concentrations. Conclusion: In conclusion, this study has reported elements specifically associated with infection, such as ST 16 and seven gene annotations. These findings contribute to the understanding of the molecular mechanisms underlying the pathogenicity of Kp-KPC and may have implications for the development of future interventions aimed at prevention.
Palavras-chave: Infecção Hospitalar
Cross Infection
KKlebsiella pneumoniae
Klebsiella pneumoniae
Infecções
Infections
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto
Sigla da instituição: FAMERP
Departamento: Faculdade 1::Departamento 1
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde
Citação: Barroso, Marlon do Valle. Caracterização fenotípica e genotípica de Klebsiella pneumoniae produtora de KPC: investigação da associação entre colonização e infecção. 2024. 117 f. Tese( Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde) - Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto, São José do Rio Preto.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.famerp.br/handle/tede/876
Data de defesa: 19-Abr-2024
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde

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