Diversidade fenótipica e genética de cepas de Escherichia coli isoladas de leite bovino, caracara plancus e isolados clínicos : uma abordagem One health

Abstract

Microrganismos causadores de doenças zoonóticas, infecções humanas e síndromes alimentares, estão entre os principais alvos de estudos que utilizam a abordagem One health. A alta prevalência de cepas de Escherichia coli como agente colonizador ou patogênico no ambiente em geral e o impacto dessa espécie bacteriana na saúde humana, estão associados à importância desse microrganismo como biomarcador da disseminação da Resistência Antimicrobiana (RAM). Além disso, este microrganismo possui alta eficiência na regulação e aquisição de genes que codificam mecanismos de resistência aos antimicrobianos, principalmente sob a pressão seletiva desencadeada pelo uso de antimicrobianos, bem como alta prevalência de resistência aos betalactâmicos e polimixinas. O presente estudo apresentou duas abordagens: 1. revisão do estado-da-arte sobre a disseminação de cepas resistentes à polimixina em diferentes espécimes biológicos e a emergência do gene mcr no Brasil; e 2. análise experimental que avaliou a dinâmica de dispersão de bactérias resistentes de E. coli no ambiente (amostras de leite bovino cru), na saúde humana (isolados clínicos de infecções hospitalares) e em animais (aves da espécie Caracara plancus), e caracterização do fenótipo e genótipo desses microrganismos. Neste estudo foram obtidos 188 isolados bacterianos provenientes de 87 swabs obtidos da cloaca de C. plancus e de 20 amostras de leite cru, além de 26 isolados clínicos de origem hospitalar. Os microrganismos foram obtidos dos estados da Bahia (amostras de C. plancus) e Paraíba (amostras de leite e isolados clínicos) durante os anos de 2019, 2021 e 2022. As bactérias foram caracterizadas quanto a fermentação de lactose e morfologia das colônias em meio MacConkey e identificadas molecularmente pela Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Time Of Flight (MALDI-TOF). Após esta triagem, colônias da espécie foram submetidas ao teste de disco-difusão em ágar, de acordo com protocolo do Clinical Laboratory and Stanrd Institute (CLSI). Posteriormente foi realizada a Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) para detecção de 26 genes de betalactamases e do gene de resistência à colistina mediada por plasmídeo. A Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus – PCR (ERIC-PCR) foi utilizada para determinar o perfil clonal dos isolados. Por fim, foram aplicados e comparados os métodos de coloração com Cristal Violenta (CV) e crescimento em meio vermelho-congo para analisar a capacidade de produção de biofilme. Como primeiro resultado, foram obtidos dois artigos de revisão contemplando os temas: “Disseminação da resistência à polimixina no ambiente” e “Bacilos Gram-Negativos carreando o gene mcr no Brasil”. Como resultados experimentais iniciais foram obtidos 104 microrganismos de C. plancus e 84 nas amostras de leite cru, nos quais E. coli representou 37,5% (n=39) e 13,4% (n=11), respectivamente. Entre as cepas de E. coli de aves 15,4% (6/39) foram produtoras de Betalactamases de Espectro Estendido (ESBL), em leite 36,3% (4/11) e nos isolados clínicos 23.1% (6/26). O gene blaCTX-M-1/2 foi o mais prevalente entre as amostras de diferentes origens, apresentando incidência de 18% (7/39), 18,1% (2/11) e 23,1% (6/26) nas amostras de C. plancus, leite cru e clínicas, respectivamente. É importante destacar que o estudo reporta o primeiro caso de E. coli portadora de blaKPC com susceptibilidade aos carbapenéns em amostras de origem animal e do determinante genético blaNDM em isolados do estado da Paraíba, Brasil. Não foram detectadas cepas portadoras do gene mcr-1 em nenhuma das amostras investigadas. A proporção de cepas produtora de biofilme foi semelhante entre os isolados clínicos (73,1%, n=19) e de aves (74,3%, n=39), no entanto apresentou incidência menor entre as cepas de leite cru (45,4%, n=5). O resultado da genotipagem demonstrou a disseminação de cepas portadoras de genes de resistência aos betalactâmicos em diferentes aves, em diferentes amostras de leite (provenientes de tanques distintos) e em diferentes pacientes no ambiente hospitalar. Este estudo identificou a dispersã de alguns determinantes de resistência em populações de E. coli nos estados da Bahia e Paraíba, e revelou a importância do monitoramento dessa bactéria na disseminação da RAM nos locais investigados. Os dados obtidos são preocupantes e demonstram a necessidade de pesquisas adicionais baseadas nessa perspectiva One Health para o enfrentamento a RAM, principalmente, relacionada à disseminação de cepas de E. coli produtoras de CTX-M em animais, alimentos e humanos.