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Epidemiología molecular, factores de virulencia y caracterización de los mecanismos de resistencia de Klebsiella pneumoniae

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Domínguez Luzón, Ma. Ángeles (María Ángeles)

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Universitat de Barcelona. Departament de Patologia i Terapèutica Experimental

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[spa]  Klebsiella pneumoniae es un importante patógeno humano, tanto en el ambiente hospitalario como en la comunidad. Coloniza las mucosas y la piel de pacientes hospitalizados, causando sobre todo infecciones del tracto respiratorio y del tracto urinario. En personas con comorbilidades se comporta como un patógeno oportunista, especialmente en pacientes inmunocomprometidos. K. pneumoniae es además la segunda causa de bacteriemia Gram negativa, tras Escherichia coli. En nuestra área geográfica durante el periodo 2007-2009, K. pneumoniae fue una causa importante de bacteriemia nosocomial (n=223), comunitaria (n=67) y de bacteriemia relacionada con el sistema sanitario (n=58). La caracterización molecular de 290 cepas de K. pneumoniae mostró una gran diversidad genética lo que indica que la bacteriemia está causada por cepas endógenas propias de cada paciente. Las cepas productoras de 13-lactamasas de espectro extendido (BLEEs) fueron más frecuentes en la bacteriemia nosocomial y en la relacionada con el sistema sanitario (24/223, 10,8%; y 4/58, 6,9%, respectivamente) que en la bacteriemia comunitaria (2/67, 3%). Los principales focos de la bacteriemia fueron urinario (29/67, 43,3%) y biliar (21/67, 31,3%) en la bacteriemia comunitaria y en la bacteriemia asociada a catéter (89/223, 39,9%) en la nosocomial. Entre las 878 cepas de K. pneumoniae causantes de bacteriemia en el periodo 2007¬2013, sólo 53 (6%) presentaron el fenotipo hipermucoviscoso; entre estas, 28 fueron cepas hipervirulentas (presencia de los genes magA y/o rmpA, 52,8%), especialmente de los serotipos K1 (n=16) o K2 (n=9). La bacteriemia por cepas hipervirulentas se asoció a neumonía y absceso piogénico hepático. Se estudiaron los factores de virulencia de 38 cepas de K pneumoniae hipermucoviscosas [15 cepas magAHIrmpA(+) ST23 Kl; 12 cepas magA(-)IrmpA(±); y 11 cepas magA(-)IrmpA(-)] y 7 cepas no hipermucoviscosas. Las cepas con presencia de los genes magA y/o rmpA fueron más hipermucoviscosas, mostraron mayor resistencia al suero y formaron biopelícula aire-líquido. Las cepas sin los genes magA y rmpA se adhirieron más rápidamente a una superficie sólida lo que podría ser ventajoso en el proceso invasivo. La multirresistencia antibiótica de K pneumoniae es un fenómeno creciente a nivel hospitalario y se ha estudiado en la segunda parte de esta tesis. En un primer estudio, se analizaron 98 K. pneumoniae aisladas en 38 pacientes en el período de mayo 2007 a diciembre 2009. Estas cepas presentaban resistencia a amoxicilina/clavulánico,

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[eng]  Klebsiella pneumoniae is an opportunistic human pathogen, as important in the hospital as in the community, which mainly causes respiratory and urinary tract infections- In our hospital, 348 K. pneumoniae episodes (2007-2009) were classified in nosocomial-acquired (NOS, n=223), community-acquired (CA, n=67), and healthcare-associated bacteraemia (HCA, n=58). Molecular characterization showed a high genetic diversity and extended spectrum beta-lactamases production was more prevalent in NOS. Biliary and urinary tract infections were associated with CA and HCA; meanwhile bacteraemia without a main focus and catheter related bacteraemia were associated with NOS. Among 878 K. pneumoniae bacteraemia isolates (2007-2013), 53 (6%) isolates presented a hypermucoviscous phenotype (by string test). Of these, 28 (52.8%) were hypervirulent strains (magA and/or rmpA): 16 K1 (ST23), 9 K2 (ST380, ST86, ST65, ST25 and ST493), and 3 non-K1/K2 (ST1013). Patients with hypervirulent strains more frequently had liver abscess and pneumonia. Virulence factors of 38 hypermucoviscous [15 magA(+)IrmpA(+); 12 magA(-)IrmpA(+); 11 magA(-)IrmpA(-)] and 7 non-hypermucoviscous K. pneumoniae bacteraemic isolates were studied. Strains magA and/or rmpA showed high hypermucoviscosity, tube adherence (ALI-biofilm) and serum resistance. Adhesion to a solid surface (BioFilm Ring test) was inversely proportional to genes detection suggesting an important behaviour in the invasion process. Quantified SLI-biofilm (crystal violet staining) showed no clear differences. We also have studied multi-drug resistant K pneumoniae isolates associated with nosocomial infections. We analyzed 98 ST14 K pneumoniae of 38 patients (May 2007-December 2009). All of them harboured OXA-1 gene in a class I integron that also contained aac(6)Ib-cr gene. They were resistant to amoxicillin/clavulanic acid, piperacillin/tazobactam, tobramycin, amikacin, and ciprofloxacin, and had diminished susceptibility to cefepime. We described an outbreak due to carbapenem-resistant (CR-KP) ST101 CTX-M-15 K pneumoniae isolates (October 2010-December 2012). Isogenic carbapenem-susceptible (CS-KP) ST101 CTX-M-15 K. pneumoniae isolates were also detected during the outbreak. OXA-48 gene was only detected in CR-KP isolates on a 70 kb plasmid.

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Tesis Doctorals - Departament - Patologia i Terapèutica Experimental

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Epidemiología molecular, factores de virulencia y caracterización de los mecanismos de resistencia de Klebsiella pneumoniae