ISCR1 associated with blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2 genes in IncN and IncFIIA plasmids isolated from Klebsiella pneumoniae of nosocomial origin in Mérida, Venezuela

Abstract

Introduction: Insertion sequences such as ISCR1 promote capture, transposition and expression of blaCTX-M genes. Thus, gene dissemination in bacterial populations occurs rapidly. Objective: To determine the presence of ISCR1 sequence genes and their association with blaCTX-M-1 and blaCTX-M-2 on plasmids IncN and IncFIIA from K. pneumoniae of nosocomial origin, was determined. Materials and methods: Three strains of K. pneumoniae with reduced susceptibility to extendedspectrum cephalosporins were isolated from neonatal sepsis cases of nosocomial origin. Phenotypic tests showed the presence of ESBLs. Plasmids were isolated and classified according to incompatibility groups by PCR replicon typing. Detection and association of ISCR1 with blaCTX-M genes were determined by PCR and direct sequencing through the use of several sets of PCR primers. Results: All strains showed phenotypic profile consistent with ESBL-producing transferred by conjugation. PCR amplification assay for CTX-M together with sequencing analysis revealed thatstrains carrying blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2 genes were localized in plasmids of approximately 150 kb related to IncN and IncFIIA groups, respectively. ISCR1 was found upstream and associated with blaCTX-M-1 y blaCTX-M genes. Conclusion. Thus far, this is the first Venezuelan report, in which ISCR1 presence is closely related to blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2 gene mobilization in IncN and IncFIIA conjugative plasmids located in K. pneumonaiae strains circulating at a neonatal high risk unit.

Introducción. Las secuencias de inserción tales como ISCR1 promueven la captura, transposición y expresión de los genes blaCTX-M, facilitando, de esta manera, su diseminación rápida en la población bacteriana. Objetivo. Se determinó la presencia del elemento ISCR1 y su asociación con genes blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2 en plásmidos de diferentes grupos de incompatibilidad en Klebsiella pneumoniae de origen hospitalario. Materiales y métodos. Se aislaron tres cepas de K. pneumoniae con sensibilidad disminuida a cefalosporinas de amplio espectro, de neonatos con septicemia hospitalaria. La presencia de β-lactamasas de espectro expandido (BLEE) fue determinada fenotípicamente. Los plásmidos se aislaron y clasificaron según grupos de incompatibilidad por tipificación del replicón por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Los genes blaBLEE y su asociación a ISCR1 se determinaron por PCR y secuenciación directa, usando varios juegos de iniciadores. Resultados. Todas las cepas demostraron un perfil fenotípico indicativo de producción de BLEE, transferibles por conjugación. Los ensayos de PCR para para cefotaximasas (CTX-M) y el análisis de la secuenciación, revelaron que las cepas portaban genes blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2. Estos genes se encontraron en plásmidos conjugados de 150 kb, aproximadamente, relacionados con los grupos IncN e IncFIIA, respectivamente. ISCR1 se encontró ‘aguas arriba’ (upstream) y asociado con los genes blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2. Conclusión. Este es el primer reporte realizado en Venezuela donde la presencia de ISCR1 está estrechamente asociada con la movilización de los genes blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2 en plásmidos conjugativos IncN y IncFIIA en cepas de K. pneumoniae que circulan en una Unidad de Alto Riesgo Neonatal.