Analisi del profilo di resistenza di Klebsiella pneumoniae mediante tecniche di Next Generation Sequencing

Introduzione: Negli isolati di Klebsiella pneumoniae produttori di carbapenemasi (KPC-KP), la resistenza alla colistina è stata descritta come plasmidica (mcr-1) o cromosomica. Uno dei meccanismi di resistenza più descritti è l’interruzione del gene mgrB da parte di sequenze di inserzione, ad esempio ISL3. In questo studio è stato caratterizzato il profilo di resistenza di KPC-KP e sono stati individuati la localizzazione e i bersagli di ISL3 nel genoma di KPC-KP. Metodi: Trenta ceppi clinici di KPC-KP isolati da pazienti ricoverati nell’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana (AOUP) sono stati selezionati in maniera casuale tra il 2015 e il 2016. È stato analizzato l’intero genoma di ogni ceppo, caratterizzando i comuni geni di resistenza, i plasmidi e le sequenze di inserzione. Sono state eseguite analisi filogenetiche per individuare la diffusione di KPC-KP in ospedale. Inoltre, è stata valutata una collezione di 34 ceppi di KPC-KP isolati a Creta tra il 2010 e il 2014. Risultati: Tra gli isolati dell’AOUP, 2 appartenevano all’ST307, 3 all’ST37 e 25 all’ST512. Ventotto isolati codificavano blaKPC-3; tra questi, due codificavano anche per blaVIM-1 e altri due per blaCTX-M-15. Un isolato codificante per blaKPC-3, ospitava anche il plasmide codificante per mcr1.2. Sono stati ricostruiti i principali plasmidi codificanti per i geni sopra menzionati. Le ISL3 sono state rilevate in 28 isolati italiani e in 31 greci. Queste sequenze erano localizzate sui plasmidi pKpQIL: esclusivamente in 5 isolati negativi per ISL3, non sono stati rilevati i plasmidi pKpQIL. In 2 isolati italiani ST512, un’identica copia plasmidica di ISL3 è stata trovata all’interno di mgrB, in posizione nucleotidica 133. In 9 isolati greci ST258, in mgrB è stata trovata un’identica inserzione da ISL3. In 4 isolati è stata identificata l’inserzione cromosomica da ISL3 in proteine interne di membrana diverse da mgrB. Conclusioni: I plasmidi pKpQIL ospitano sia il gene blaKPC-3 che la sequenza di inserzione ISL3, favorendo la diffusione della resistenza sia ai carbapenemi che alla colistina. Questi plasmidi sono onnipresenti in KPC-KP, rappresentando una minaccia nell'evoluzione di isolati panresistenti. I plasmidi che ospitano ISL3 svolgono un ruolo chiave tra gli isolati di KPC-KP nella diffusione orizzontale della resistenza alla colistina. Infine, gli altri plasmidi caratterizzati ospitano una lunga lista di geni che codificano per fattori di virulenza e resistenze antimicrobiche, ad esempio per aminoglicosidi, chinoloni e sulfonamidi