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Dec 17, 2023

Caratterizzazione di plasmidi che trasportano blaCTX

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8595 (2023) Citare questo articolo

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Le CTX-M sono codificate dai geni blaCTX-M e sono β-lattamasi a spettro esteso (ESBL) ampiamente distribuite. Costituiscono il più importante meccanismo di resistenza antimicrobica (AMR) agli antibiotici β-lattamici nelle Enterobacteriaceae. Tuttavia, il ruolo dei plasmidi AMR trasmissibili nella diffusione dei geni blaCTX-M è stato scarsamente studiato in Africa, dove il peso della resistenza antimicrobica è elevato e in rapida diffusione. In questo studio, la trasmissibilità del plasmide AMR, i tipi di repliconi e i sistemi di dipendenza sono stati analizzati negli isolati clinici di Escherichia coli produttori di CTX-M in Etiopia con l'obiettivo di fornire informazioni molecolari sui meccanismi alla base di tale elevata prevalenza e rapida diffusione. Dei 100 isolati produttori di CTX-Ms ottenuti da urina (84), pus (10) e sangue (6) da quattro contesti sanitari geograficamente distinti, il 75% presentava plasmidi trasmissibili codificanti per CTX-Ms, con predominanza di CTX-M-15 (n = 51). I singoli plasmidi IncF con la combinazione di F-FIA-FIB (n = 17) trasportavano la maggior parte dei geni blaCTX-M-15. Inoltre, i plasmidi IncF erano associati a molteplici sistemi di dipendenza, ISEcp1 e vari fenotipi di resistenza agli antibiotici non cefalosporinici. Inoltre, il trasporto del plasmide IncF è associato al lignaggio pandemico internazionale E. coli ST131. Inoltre, diversi plasmidi codificanti CTX-M erano associati alla sopravvivenza sierica dei ceppi, ma meno alla formazione di biofilm. Pertanto, sia il trasferimento genico orizzontale che l’espansione clonale possono contribuire alla distribuzione rapida e diffusa dei geni blaCTX-M tra le popolazioni di E. coli in contesti clinici etiopi. Queste informazioni sono rilevanti per l’epidemiologia e la sorveglianza locale, ma anche per la comprensione globale del successo della diffusione dei plasmidi che trasportano il gene AMR.

La resistenza antimicrobica (AMR) è un grave problema del sistema sanitario globale1. Il problema è tipicamente associato alla vasta famiglia delle Enterobacteriaceae2. In questa famiglia di batteri, le β-lattamasi a spettro esteso (ESBL) rappresentano il principale meccanismo di resistenza antimicrobica che annulla gli antibiotici di tipo β-lattamici. I CTX-M codificati dai geni blaCTX-M sono i tipi di enzimi ESBL più dominanti e diffusi, di cui l'Escherichia coli è la principale fonte di produzione3,4. Il monitoraggio dell’E. coli produttore di CTX-Ms è impegnativo e richiede un’indagine approfondita dei meccanismi di diffusione sottostanti, delle implicazioni cliniche e dell’epidemiologia generale dei geni blaCTX-M.

I plasmidi batterici sono elementi mobili vitali per il trasferimento orizzontale tra diverse specie batteriche di geni esogeni, compresi i geni AMR. Ciò è stato ampiamente studiato nei paesi ad alto reddito5,6. Il gruppo di incompatibilità (Inc) F (IncF), che appartiene ai plasmidi con intervallo di ospite ristretto, è il più rilevante per la trasmissione del gene AMR7. Anche la diffusione orizzontale dei plasmidi AMR svolge un ruolo importante nell'acquisizione dei geni che codificano la virulenza8. Ad esempio, i plasmidi che codificano per ESBL sono associati a un maggiore potenziale di virulenza nel ceppo pandemico di E. coli tipo sequenza (ST) 131 e in altri E. coli patogeni9.

In Africa, nonostante l’elevato carico di E. coli produttore di ESBL10, esiste una scarsa conoscenza dei meccanismi molecolari sottostanti, dei fattori associati alla virulenza e dell’epidemiologia complessiva della resistenza antimicrobica mediata da plasmidi. Senza dati inequivocabili e aggiornati al riguardo, non è possibile tracciare e gestire efficacemente l’E. coli virulento. Abbiamo recentemente pubblicato una caratterizzazione fenotipica di isolati clinici di E. coli CTX-M-positivi provenienti da quattro contesti sanitari geograficamente distinti in Etiopia11. Lo studio ha riportato i diversi filogruppi di E. coli con diversi isolati appartenenti al clone internazionale ST131 ad alto rischio11. Ha inoltre rivelato la presenza di geni alternativi per la β-lattamasi in alcuni isolati e tra questi un'evidente resistenza multifarmaco (MDR)11. È interessante sapere se queste caratteristiche sono trasferibili ai ceppi riceventi di E. coli attraverso plasmidi AMR trasmissibili.