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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44971
ORCID: | ![]() |
Document type: | Tese |
Access type: | Acesso Embargado |
Embargo Date: | 2027-02-12 |
Title: | Disseminação de Pseudomonas aeruginosa em diferentes regiões do Brasil: Resistência a Carbapenêmicos, Virulência e o Impacto do Uso de Antimicrobianos |
Alternate title (s): | Dissemination of Pseudomonas aeruginosa in different regions of Brazil: Carbapenem Resistance, Virulence, and the Impact of Antibiotic Use |
Author: | Almeida, Vitelhe Ferreira |
First Advisor: | Ribas, Rosineide Marques |
First coorientator: | Gontijo Filho, Paulo P |
First member of the Committee: | Ribas, Rosineide Marques |
Second member of the Committee: | Pedroso, Reginaldo dos Santos |
Third member of the Committee: | Borges, Lizandra Ferreira de Almeida e |
Fourth member of the Committee: | Casella, Tiago |
Fifth member of the Committee: | Gonçalves, Iara Rossi |
Summary: | Pseudomonas aeruginosa é um microrganismo de alta prioridade de acordo com a Organização mundial de saúde. É um dos patógenos com maior dificuldade de contenção em ambientes hospitalares, principalmente porque possui resistência intrínseca a várias classes de antimicrobianos e tem capacidade excepcional de adquirir resistência adicional e se espalhar rapidamente. As perspectivas para o controle da disseminação desses microrganismos em ambientes diversos, de países de baixa e média renda, são sombrias. Assim, este estudo forneceu dados quanto aos fatores de risco que predispõe infecções por P. aeruginosa multirresistente (MDR), formação de biofilme, virulência associadas ao T3SS e disseminação de clone de alto risco carreando o gene blaKPC-2. Inicialmente, foi realizado um estudo epidemiológico com análise retrospectivas de casos de infecção por P. aeruginosa-MDR e sua relação com uso de antimicrobianos. Posteriormente, a análise molecular incluiu a determinação do perfil clonal, identificação de genes de resistência e virulência de interesse, por meio de ensaios baseados na técnica de PCR end-point, além da expressão de genes alvo para beta-lactâmicos, fluoroquinolonas, aminoglicosídeos e porinas por qRT-PCR. Os genes blaKPC e blaPDC foram sequenciados e a disseminação de clones foi determinada por PFGE e MLST. Em relação aos dados epidemiológicos, o consumo prévio e indiscriminado de antimicrobianos e fatores de riscos intrínsecos foram associados não apenas ao aumento de cepas MDR no hospital, mas também ao prognóstico desfavorável para os pacientes. Notavelmente, frequência importante de cepas de P. aeruginosa apresentaram simultaneamente os genes exoU e exoS, das quais observou-se percentual preocupante de cepas carreando o gene blaKPC-2 (14%) e blaPDC-5 (64%) entre dois perfis clonais distintos, disseminados em diferentes regiões de uma mesma cidade no Triângulo Mineiro. As cepas produtoras de ExoU foram associadas com MDR, e entre 15 amostras avaliadas, 78% demostraram capacidade de formar biofilme. Finalmente, em uma etapa envolvendo 87 cepas de P. aeruginosa resistentes aos carbapenêmicos, oriundas de diferentes regiões do país e obtidas principalmente de pneumonias (65%), foram observadas frequências elevadas dos genes blaPDC-5 (88%), blaKPC-2 (12%) e blaOXA (4%). Não foi observada superexpressão de bombas de efluxo, dos genes blaPDC- 5 e ampC em comparação com a cepa controle (PAO1), tampouco houve diminuição da expressão do gene oprD. A análise de MLST revelou que todas as cepas testadas pertenciam a novos STs, dos quais foram associados a cinco complexos clonais: CC27 (ST5044), CC155 (ST5038), CC244 (ST5037, ST5040, ST5043), CC235 (ST5039), CC277 (ST5041), e CC639 (ST5042). Notavelmente, três dessas amostras pertenciam o complexo clonal de alto risco CC244 (PA06H, PA23H, PA01M). A transmissão cruzada também foi observada em cepas recuperadas na região nordeste do país. Esse estudo fornece dados importantes sobre infecções relacionadas à assistência à saúde (IRAs) por P. aeruginosa MDR e sua relação com o uso de antimicrobiano em infecções com pior prognóstico. Adicionalmente, observou-se a disseminação de múltiplos clones virulentos de P. aeruginosa multirresistente, produtores de biofilme carreando o gene blaKPC-2. Notavelmente, foram identificados oito novos STs com potencial de disseminação, figurando entre os 10 principais clones de alto risco disseminados mundialmente. |
Abstract: | Pseudomonas aeruginosa is classified as a high-priority microorganism by the World Health Organization. It remains one of the most challenging pathogens to control in hospital environments, primarily due to its intrinsic resistance to various classes of antimicrobials and its exceptional capacity to acquire additional resistance and spread rapidly. The outlook for controlling the dissemination of this microorganism in diverse environments within low-and middle-income countries is concerning. This study provides data on risk factors predisposing individuals to infections by multidrug-resistant (MDR) P. aeruginosa, biofilm formation, virulence associated with the Type III Secretion System, and the spread of high-risk clones carrying the blaKPC-2 gene. Initially, an epidemiological study was conducted, involving retrospective study of MDR-P. aeruginosa infection cases and their relationship with antimicrobial use. Subsequently, molecular analyses included determining clonal profiles, identifying relevant resistance and virulence genes with endpoint-PCR, and assessing the expression of target genes related to beta-lactams, fluoroquinolones, aminoglycosides, and porins by qRT-PCR. The blaKPC gene was sequenced, and clonal dissemination was assessed through PFGE and MLST. Epidemiological data indicated that prior indiscriminate use of antimicrobials and intrinsic risk factors were associated not only with an increase in MDR strains in hospitals but also with the unfavorable prognosis of patients infected with MDR strains. Notably, a significant frequency of P. aeruginosa strains exhibited both the exoU and exoS genes, with a high percentage carrying the blaKPC-2 (14%) and blaPDC-5 (64%) genes across two distinct clonal profiles disseminated in different regions of the same city in the Triângulo Mineiro region. ExoU-producing strains were associated with MDR, and 78% of the 15 strains tested demonstrated biofilm-forming capacity. In a subsequent phase involving 87 carbapenem-resistant P. aeruginosa strains from various regions of the country, primarily from tracheal infections (65%), high frequencies of the blaPDC-5 (88%), blaKPC-2 (12%), and blaOXA-48 (4%) genes were observed. No overexpression of efflux pumps, blaPDC-5, or ampC genes was detected compared to the control strain (PAO1), and no reduction in oprD gene expression was observed. MLST analysis revealed that all tested strains (9%) belonged to novel sequence types (STs) associated with five clonal complexes (CC): CC27 (ST5044), CC155 (ST5038), CC244 (ST5037, ST5040, ST5043), CC235 (ST5039), CC277 (ST5041), and CC639 (ST5042). Notably, three of these samples belonged to the high-risk clonal complex CC244 (PA06H, PA23H, PA01M), and cross- transmission was observed among strains recovered in the northeastern region of the country. This study provides valuable data on healthcare-associated infections by MDR-P. aeruginosa and their relationship with antimicrobial use in infections with poor prognoses. Additionally, it highlights the spread of multiple virulent MDR P. aeruginosa clones, biofilm producers carrying the blaKPC-2 gene. Notably, eight novel STs with dissemination potential were identified, among the top 10 high-risk clones spread globally. |
Keywords: | Multirresistência Epidemiologia CC240 Produção de biofilme T3SS OXA-48 Clones de alto risco |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA::IMUNOLOGIA APLICADA |
Subject: | Imunologia Infecção hospitalar Doenças transmissíveis - Epidemiologia |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadas |
Quote: | ALMEIDA, Vitelhe Ferreira de. Disseminação de pseudomonas aeruginosa em diferentes regiões do Brasil: resistência a carbapenêmicos, virulência e o impacto do uso de antimicrobianos. 2025. 88 f. Tese. (Doutorado em Imunologia e Parasitologia Aplicadas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. Doi http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.803. |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.803 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44971 |
Date of defense: | 12-Feb-2025 |
Sustainable Development Goals SDGs: | ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades. |
Appears in Collections: | TESE - Imunologia e Parasitologia Aplicadas |
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