Colistin-resistant Escherichia coli mediated by the mcr-1 gene from pigs in northeastern Argentina

Abstract

The emergence and spread of multidrug-resistant Escherichia coli carrying mcr-1 is recognized as a threat to public health. The aim of this study was to determine the prevalence of the mcr-1 gene in colistin-resistant E. coli isolates from commercial pig farms in Chaco, Argentina from 2020 to 2021. A total of 140 rectal swab samples were collected from pigs in six different pig production farms. Antimicrobial susceptibility was determined by broth microdilution. mcr-1 to mcr-5 genes were identified by multiplex PCR and clonality was assessed by ERIC and REP-PCR. The prevalence of mcr-1 was 16.4% and mcr-2, mcr-3, mcr-4 and mcr-5 genes were not detected. Colistin MIC values showed a bimodal distribution with a MIC50, MIC90 and a range of 4, 8 and 4---8 g/ml, respectively. The resistance profile to other antimicrobials was: ampicillin, 87% (20); ampicillin---sulbactam, 47.8% (11); amoxicillin---clavulanic, 13% (3); chloramphenicol, 82.6% (19); ciprofloxacin, 60.9% (14); minocycline, 26.1% (5) and trimethoprim/sulfamethoxazole, 43.5% (10). Eighty-seven percent (87%) of the strains were categorized as MDR and 12 phenotypic resistance patterns with different clonality profiles were observed. A high prevalence of mcr-1 is demonstrated in colistin-free pig farms from Chaco, Argentina. The mcr-1 positive E. coli isolates showed an alarming level of multidrug resistance and high clonal diversity. It is necessary to continuously monitor the presence of the mcr-1 gene not only in pig production, but also in humans and the environment.

La aparición y propagación de Escherichia coli resistente a múltiples fármacos, portadora de mcr-1, se reconoce como una amenaza para la salud pública. El objetivo de este estudio fue determinar la prevalencia del gen mcr-1 en aislamientos de E. coli resistentes a colistina en granjas porcinas de Chaco, Argentina. Se recolectaron 140 muestras de hisopados rectales de cerdos en seis granjas de producción entre marzo de 2020 y julio de 2021. La sensibilidad antimicrobiana se evaluó mediante el método de microdilución en caldo. Los genes mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 y mcr-5 se identificaron por PCR multiplex; la clonalidad se evaluó mediante ERIC y REP-PCR. La prevalencia de mcr-1 fue del 16,4% y no se detectaron los genes mcr-2, mcr-3, mcr-4 y mcr-5. Los valores de CIM de colistina presentaron una distribución bimodal, con unas CIM50 y CIM90 de 4 y 8g/ml, respectivamente, y un rango de 4-8g/ml. El perfil de resistencia a otros antimicrobianos dentro de los aislamientos mcr-1 positivos fue el siguiente: ampicilina, 87% (20); ampicilina-sulbactam, 47,8% (11); amoxicilinaclavulánico, 13% (3); cloranfenicol, 82,6% (19); ciprofloxacina, 60,9% (14); minociclina, 26,1% (5) y trimetoprima/sulfametoxazol, 43,5% (10). El 87% de las cepas se categorizaron como multidrogorresistentes (MDR) y se observaron 12 patrones fenotípicos de resistencia con diferentes perfiles de clonalidad. Se corroboró una elevada prevalencia de mcr-1 en granjas porcinas de Chaco libres de colistina. Los aislamientos de E. coli positivos para mcr-1 mostraron un nivel alarmante de multirresistencia y una alta diversidad clonal. Es necesario monitorear continuamente la presencia del gen mcr-1, no solo en la producción porcina, sino también en humanos y en el ambiente.