Análisis de la Movilidad del Transposón Tn6454 en Klebsiella pneumoniae
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2022
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Resumen
Klebsiella pneumoniae es una bacteria Gram negativa de importancia médica, debido a su capacidad de generar diferentes infecciones en el humano dentro o fuera de ambientes hospitalarios. Además, esta bacteria también tiene la capacidad de ser resistente a un elevado número de antibióticos, como los carbapenémicos, antibióticos de última línea empleados para el tratamiento de infecciones complejas hospitalarias. Para el 2012 en Colombia se reporta un elevado incremento en aislamientos de K. pneumoniae en UCI, generando un 15% de los casos infección, con un incremento del 7% en la resistencia a carbapenémicos. El mecanismo de resistencia a carbapenémicos de Klebsiella pneumoniae es la producción de la enzima KPC, la cual es codificada por el gen blaKPC. Este gen ha presentado una alta propagación debido principalmente a su movilización por diferentes isoformas del transposón Tn4401, un elemento genético que se ha movilizado en varios plásmidos de esta bacteria. En 2021 el Laboratorio de Genética Molecular Bacteriana identificó al transposón Tn6454, un nuevo elemento no relacionado con el Tn4401 (NTEKPC-IIe), el cual también albergaba el gen blaKPC, con un tamaño de 6.648pb, dentro de un plásmido IncN de 15.947pb (p33Kpn12-KPC) en la cepa 33Kpn12 de K. pneumoniae. Teniendo en cuenta el impacto clínico que tiene esta nueva plataforma genética, el objetivo de este proyecto fue analizar la movilización del transposón Tn6454 en el aislamiento 33Kpn12 de Klebsiella pneumoniae. Para cumplir con este objetivo se plantearon dos estrategias metodológicas diferentes, la primera se basó en el método de conjugación en medio líquido donde la cepa donadora fue la 33Kpn12 de K. pneumoniae y la cepa receptora fue E.coli J53; la segunda estrategia se basó en el método de conjugación en medio sólido, donde la cepa donadora fue E.coli K12 transformada y la receptora fue E.coli J53. Finalmente, se obtuvo una población bacteriana resistente a Trimetoprim-sulfametoxazol, Meropenem y Azida de Sodio, sugiriendo la posible movilización de los plásmidos, que albergan los genes de resistencia a cada uno de estos antibióticos. Para la confirmación de la movilización de Tn6454, se realizaron pruebas moleculares mediante la técnica de PCR convencional, identificando la presencia de Tn6454 dentro de una población bacteriana, en un ambiente genómico diferente al descrito en el plásmido p33Kpn12-KPC, lo que sugiere que el transposón se movilizó de manera independiente.
Descripción
Abstract
Klebsiella pneumoniae is a Gram-negative bacterium of medical importance, due to its ability to generate different infections in humans inside or outside hospital environments. In addition, this bacterium also has the capacity to be resistant to a large number of antibiotics, such as carbapenems, last-line antibiotics used to treat complex hospital infections. For 2012 in Colombia, a high increase in K. pneumoniae isolates in the ICU was reported, generating 15% of infection cases, with a 7% increase in resistance to carbapenems. The mechanism of resistance to carbapenems in Klebsiella pneumoniae is the production of the KPC enzyme, which is encoded by the blaKPC gene. This gene has shown a high propagation mainly due to its mobilization by different isoforms of the Tn4401 transposon, a genetic element that has been mobilized in various plasmids of this bacterium. In 2021, the Bacterial Molecular Genetics Laboratory identified the transposon Tn6454, a new element not related to Tn4401 (NTEKPC-IIe), which also harbored the blaKPC gene, with a size of 6,648bp, within a 15,947bp IncN plasmid (p33Kpn12-KPC) in the K. pneumoniae strain 33Kpn12. Taking into account the clinical impact of this new genetic platform, the aim of this project was to analyze the mobilization of the Tn6454 transposon in the 33Kpn12 isolate of Klebsiella pneumoniae. To meet this objective, two different methodological strategies were proposed. The first was based on the conjugation method in liquid medium where the donor strain was K. pneumoniae 33Kpn12 and the recipient strain was E.coli J53; The second strategy was based on the solid medium conjugation method, where the donor strain was transformed E.coli K12 and the recipient was E.coli J53. Finally, a bacterial population resistant to Trimethoprim-sulfamethoxazole, Meropenem and Sodium Azide was obtained, suggesting the possible mobilization of the plasmids, which house the resistance genes to each of these antibiotics. To confirm the mobilization of Tn6454, molecular tests were performed using the conventional PCR technique, identifying the presence of Tn6454 within a bacterial population, in a different genomic environment from that described in the p33Kpn12-KPC plasmid, suggesting that the transposon mobilized independently.
Palabras clave
Klebsiella pneumoniae, Conjugación, Tn6454, Resistencia, blaKPC
Keywords
Klebsiella pneumoniae, Tn6454, blaKPC, Conjugation, Resistance