Mechanisms of resistance to antimicrobial agents in Escherichia coli and Enterobacter cloacae

A resistência aos antimicrobianos foi estudada em bactérias da microbiota indígena de frangos de corte. O objetivo geral foi determinar os mecanismos de resistência aos antimicrobianos em membros multirresistentes da família Enterobacteriaceae. Quatorze isolados de Enterobacter cloacae e oito de Escherichia coli tiveram seus perfis de resistência investigados. Foi observada ampla variação nos níveis de resistência entre isolados de uma mesma espécie, com base nas concentrações inibitórias mínimas (MIC) de antimicrobianos pertencentes a diferentes classes. A presença de sistemas de efluxo multidrogas foi evidenciada em ambas as espécies, pela diminuição da MIC nas células tratadas com carbonil cianeto m-clorofenilhidrazona (CCCP) e pelas hibridizações com sondas derivadas de genes codificadores de algumas proteínas componentes de sistemas de efluxo multidrogas. O uso da sonda derivada de mexXY resultou em hibridização com DNA plasmidial, enquanto a sonda derivada de mexEF hibridizou com DNA cromossômico. Os sistemas de efluxo MexXY e MexEF são conhecidos em Pseudomonas aeruginosa. Presença de seqüências homólogas às dos genes codificadores das proteínas AcrA e AcrB foi detectada por reação em cadeia de polimerase, PCR. Todos os isolados de E. coli apresentaram resultados positivos para acrAB, enquanto onze isolados de E. cloacae apresentaram amplificação de segmentos com os comprimentos esperados e três apresentaram resultados negativos, isto é, não houve amplificação. O sistema de efluxo AcrAB é conhecido em Escherichia coli e em Salmonella typhimurium. Resistência ao cloranfenicol, dependente de força próton motora, foi relacionada com presença de plasmídios em isolados de E. coli, resultado este obtido de cura e transformação de E. coli selvagem e de transformação de E. coli DH5α com os plasmídios da E. coli original. Todos os isolados resistentes aos β-lactâmicos apresentaram atividade de β- lactamases, exceto um, que apresentou atividade de sistema de efluxo para o β-lactâmico cefaclor. Os resultados demonstram a diversidade de mecanismos de resistência aos antimicrobianos entre isolados da mesma espécie e da mesma fonte, além da presença de sistemas de efluxo de drogas em bactérias da microbiota indígena de frangos.The resistance to antimicrobial agents in bacteria isolated from poultry carcasses was examined. The main objective was to identify resistance mechanisms in multiresistant members of the Enterobacteriacae family. Fourteen isolates of Enterobacter cloacae and eight of Escherichia coli had their resistance profiles investigated. Wide ranges of Minimum Inhibitory Concentrations, MIC, for individual antimicrobial agents belonging to different classes were observed. In both species, the presence of drug efflux systems was determined by the lowering of MIC for cells treated with carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone, CCCP. DNA hybridization with probes derived from mexXY and mexEF indicated the possible presence of similar genes in some of those isolates. Plasmid DNA hybridized with the mexXY probe and chromossomal DNA hybridized with the mexEF probe. MexXY and MexEF are multidrug efflux systems of Pseudomonas aeruginosa. Amplification of DNA with primers derived from acrAB showed positive results for all of the E.coli isolates. AcrAB is a multidrug efflux system recognized in E. coli and in Salmonella typhimurium. Eleven of the E. cloacae isolates had DNA of the xiiiexpected lengths amplified and three did not show any sign of amplification with either the acrA or acrB primers. There was evidence of a chloranfenicol resistance mechanism dependent of the proton motive force that was related to the the presence of plasmids. The evidence was obtained by plasmid curing and transformation. E. coli DH5α transformed with the referred plasmids also acquired resistance to the same level of the drug. All of the isolates resistant to β-lactam antibiotics presented β-lactamase activity, except for one that showed possible efflux system to cefaclor, as evidenced by the response to CCCP. These results demonstrate diversity in resistance mechanisms to antimicrobial agents among isolates of the same species from the same origin in nature. The presence of drug efflux systems was demonstrated in commensal bacteria of poultry.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio