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Nature Communications volume 13, número do artigo: 7490 (2022) Citar este artigo

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As cefalosporinas de espectro estendido (ESCs) são agentes antimicrobianos de importância crítica para a medicina humana e veterinária. Os genes de resistência ESC (ESC-R) espalharam-se por todo o mundo através de plasmídeos e expansão clonal, mas a distribuição e dinâmica dos genes ESC-R em diferentes compartimentos ecológicos são pouco compreendidas. Aqui usamos dados de sequência completa do genoma de isolados de Enterobacterales de origem humana e animal da Europa e América do Norte e identificamos dinâmicas temporais contrastantes. As β-lactamases AmpC foram inicialmente mais dominantes na América do Norte em humanos e animais de fazenda, surgindo apenas mais tarde na Europa. Em contraste, as β-lactamases específicas de espectro estendido (ESBLs) eram inicialmente comuns em animais da Europa e posteriormente surgiram na América do Norte. Este estudo identifica diferenças na importância relativa dos plasmídeos e na expansão clonal em diferentes compartimentos para a disseminação de diferentes genes ESC-R. A compreensão dos mecanismos de transmissão será fundamental na concepção de intervenções para reduzir a propagação da resistência antimicrobiana.

As cefalosporinas de terceira e quarta geração são agentes antimicrobianos β-lactâmicos de amplo espectro classificados como de importância crítica para a medicina humana pela Organização Mundial da Saúde devido ao seu uso no manejo e tratamento de infecções graves causadas por bactérias Gram-negativas multirresistentes (MDR). e bactérias Gram-positivas1,2. As cefalosporinas de terceira geração foram introduzidas para uso médico no início da década de 1980, com as cefalosporinas de quarta geração introduzidas em 19943; desde então, a resistência a esses medicamentos aumentou4. A resistência a essas cefalosporinas de espectro estendido (ESCs) é difundida mundialmente em Enterobacterales de humanos e animais, e é mediada predominantemente por dois grupos principais de enzimas inativadoras: beta-lactamases de espectro estendido (ESBLs) e β-lactamases AmpC mediadas por plasmídeos. (AmpCs)5,6.

Existem diferenças na distribuição dos genes de resistência ESC (ESC-R) entre espécies hospedeiras e origens geográficas6. ESBLs foram inicialmente detectadas na Europa; em 1983, a primeira ESBL – uma variante do SHV – foi identificada na Alemanha em isolados de Klebsiella pneumoniae e Serratia marcescens7. Até o final da década de 1990, a maioria das ESBLs detectadas eram variantes de SHV e TEM8. Desde então, os principais tipos na Europa mudaram, com as β-lactamases CTX-M tornando-se as enzimas ESC-R dominantes em Enterobacterales em humanos e animais de criação9. Por exemplo, o gene ESBL blaCTX-M-1 está amplamente disseminado entre Escherichia coli de animais na Europa6. Em pacientes humanos, a frequência de isolados de E. coli e K. pneumoniae produtores de ESBL foi maior na Europa em comparação com a América do Norte entre 2004 e 20068,10. No Canadá, um estudo nacional relatou o gene AmpC blaCMY-2 em isolados de E. coli de pacientes de hospitais terciários em 200011. Posteriormente, esta variante também foi relatada em isolados de E. coli de unidades de terapia intensiva (UTIs) entre 2005 e 200612. Os primeiros relatos de blaCMY-2 em Enterobacterales de animais produtores de alimentos no Canadá foram entre 1995 e 199913, e o gene tem sido comumente encontrado em E. coli e Salmonella enterica de animais produtores de alimentos e alimentos desde então14,15, 16. ESBLs no Canadá foram observadas pela primeira vez em 2000 em E. coli e Klebsiella spp. de amostras clínicas humanas17. Mais recentemente, houve relatos de ocorrência crescente de β-lactamases do tipo CTX-M em Enterobacterales em animais de fazenda e de companhia do Canadá18,19. Em contraste, o blaCMY-2 foi raramente relatado em E. coli de humanos na Europa20,21, mas foram relatados isolados de blaCMY-2 provenientes da produção pecuária6. Um estudo recente da Alemanha encontrou blaCMY-2 em isolados de seres humanos, gado e produtos à base de carne22, e também foi relatado em E. coli de animais de companhia em França23. As viagens e o comércio internacionais provavelmente influenciaram a disseminação global dos genes ESC-R24. A comparação entre isolados de E. coli produtores de ESBL e AmpC de origem humana e animal da Alemanha, Holanda e Reino Unido mostrou que os isolados humanos estavam mais intimamente relacionados entre si do que os isolados de animais25. Num outro estudo recente realizado nos Países Baixos, descobriu-se que a maior parte do transporte de ESBL e AmpC adquiridos na comunidade entre E. coli se devia à transmissão entre humanos, sendo muito menos atribuída a fontes alimentares, animais e ambientais26.