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INTRODUCCIÓN
Las infecciones del tracto urinario (ITU) tienen una alta incidencia en todo el mundo, y ocasionan elevados costos de tratamiento para los sistemas de salud 1. Escherichia coli es el agente etiológico encontrado con mayor frecuencia en las ITU y el tratamiento se basa en antimicrobianos. Sin embargo, la falta de regulación de estos tratamientos favoreció la aparición de cepas multidrogorresistentes (MDR) en todo el mundo 2 ) y la emergencia de cepas de E. coli productoras de betalactamasas de espectro extendido (BLEE) con la capacidad de hidrolizar penicilinas, cefalosporinas y monobactams. Los genes que codifican la producción de BLEE se encuentran frecuentemente en plásmidos y usualmente van acompañados de otros genes de resistencia a cefalosporinas, sulfonamidas, fluoroquinolonas y aminoglucósidos 3. Existen diversos genes codificantes para BLEE, siendo más frecuentes los de las familias TEM, SHV y CTX-M 4 , 5. Más de 400 tipos de estas enzimas han sido reportadas y las CTX-M son las de mayor frecuencia en todo el mundo 6.
En el Perú, la detección de resistencia antimicrobiana en bacterias causantes de ITU no está incluida en el sistema de vigilancia epidemiológica y no se cuenta con datos actualizados 7. Conocer los niveles de resistencia y genes asociados a la producción de BLEE en aislados de E. coli de ITU permitirá establecer terapias empíricas efectivas y programas de control. Por ello, el objetivo del estudio fue caracterizar mediante pruebas fenotípicas y moleculares la resistencia antimicrobiana y prevalencia de BLEE en aislados de E. coli de pacientes con ITU provenientes de ocho hospitales públicos de diferentes departamentos del Perú.
MENSAJES CLAVE
Motivación para realizar el estudio: Es importante actualizar los datos sobre niveles y patrones de resistencia antimicrobiana en Escherichia coli uropatógenas. Determinar cuáles son los patrones de resistencia permiten orientar una terapéutica adecuada para este tipo de infecciones.
Principales hallazgos: Se detectaron altos niveles de resistencia para ampicilina, ciprofloxacina, trimetoprim/sulfametoxazol, cefepime y cefuroxima. El 55,7% de los aislados fue identificado como productor de betalactamasas de espectro extendido (BLEE) con la presencia de los genes bla TEM, bla CTX-M y bla SHV.
Implicancias: La alta frecuencia de cepas de E. coli multidrogoresistentes productoras de BLEE es alarmante y debe generar conciencia sobre el uso adecuado de antimicrobianos en el tratamiento de infecciones del tracto urinario.
EL ESTUDIO
Se realizó un estudio descriptivo, basado en la obtención de aislados bacterianos de ocho hospitales públicos localizados en los departamentos de Cusco, Huancavelica, La Libertad, Loreto, Madre de Dios, Puno, San Martín y Tumbes. Se utilizó un total de 70 aislados de E. coli obtenidos de pacientes ambulatorios con diagnóstico clínico compatible con ITU recolectados durante el 2018.
Los aislados fueron caracterizados en el Laboratorio de Investigación en Biología Molecular de la Universidad Peruana Unión. La confirmación de especie y determinación de perfiles de resistencia se llevó a cabo mediante el uso del sistema automatizado MicroScan® (AutoScan-4) y el uso de paneles para gramnegativos (Dade MicroScan®) siguiendo indicaciones del fabricante. Se incluyeron 15 antimicrobianos correspondientes a diferentes familias: ampicilina (AMP), ampicilina con sulbactam (AMP/SUL), amoxicilina con ácido clavulánico (AMC), piperacilina con tazobactam (PIP/TZ), aztreonam (ATM), cefepime (FEP), cefuroxima (CFX), ceftazidima (CAZ), cefotaxima (FOX), tobramicina (TOB), gentamicina (GEN), ciprofloxacina (CIP), trimetoprim/sulfametoxazol (SXT), colistina (COL) y tigeciclina (TIG). Adicionalmente, se detectó la presencia de E. coli productores de betalactamasas de espectro extendido (BLEE). Los resultados fueron interpretados según recomendaciones del Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI, sus siglas en inglés) 8.
La extracción de ADN se realizó por medio del kit innuPREP siguiendo instrucciones del fabricante (Analytik Jena, Alemania). Para la identificación de genes, se utilizó una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) convencional diseñada para cada gen bla CTX-M 9, bla TEM 10, bla SHV 11 y bla PER 12. Las secuencias de cebadores utilizados son detalladas en la Tabla 1.
Tabla 1 Cebadores utilizados para la amplificación de genes.
| Genes | Amplicón (pb) | Cebador | Secuencias | Referencia |
|---|---|---|---|---|
| bla CTX-M | 544 | CTX/F | TTTGCGATGTGCAGTACCAGTAA | 9 |
| CTX/R | CGATATCGTTGGTGGTGCCAT | |||
| bla TEM | 504 | TEM/F | TTGGGTGCACGAGTGGGTTA | 10 |
| TEM/R | TAATTGTTGCCGGGAAGCTA | |||
| bla SHV | 865 | SHV/F | ATGCGTTATATTCGCCTGTG | 11 |
| SHV/R | GTTAGCGTTGCCAGTGCTCG | |||
| bla PER | 927 | PER/F | ATGAATGTCATCACAAAATG | 12 |
| PER/R | TCAATCCGGACTCACT |
La multidrogorresistencia fue definida según la detección de un fenotipo resistente para al menos un antimicrobiano en tres o más clases. La proporción de aislados resistentes fue estratificada según sexo del paciente. El análisis bivariado se desarrolló mediante el uso de la prueba exacta de Fisher con un nivel de confianza del 95%. El manejo de datos se realizó con el uso del paquete estadístico Stata 16 (StataCorp, College Station, Texas, EE. UU.).
El estudio fue evaluado y aprobado por el Comité de Ética de la Universidad Peruana Unión (N2019-CEUPeU-0001) y por la Dirección Universitaria de Investigación, Ciencia y Tecnología de la Universidad Peruana Cayetano Heredia.
HALLAZGOS
Se obtuvieron 70 aislados de Escherichia coli provenientes de pacientes ambulatorios con diagnóstico compatible con una infección del tracto urinario (UTI) provenientes de hospitales públicos en Huancavelica (n=15), Loreto (n=14), Tumbes (n=13), Madre de Dios (n=12), La Libertad (n=8), Puno (n=4), Cusco (n=3) y San Martín (n=1). La media de edad fue 38,8 años y el 80% (n=56) fueron pacientes femeninos. El 65,7% de los aislados (46/70) presentó un fenotipo multidrogorresistente (MDR), siendo más frecuente en pacientes de sexo masculino (78,6%, 11/14) en comparación a los femeninos (62,5%, 35/56). El 55,7% (39/70) de los aislados fueron identificados como productores de betalactamasas de espectro extendido (BLEE), con una mayor frecuencia en pacientes de sexo masculino (64,3%, 9/14) en comparación con los femeninos (53,6%, 30/56). Sin embargo, estas diferencias no fueron estadísticamente significativas (p>0,05). El 92,3% (36/39) de los aislados identificados como productores de BLEE, presentó un fenotipo MDR incluyendo resistencia a aminoglucósidos, fluoroquinolonas, betalactámicos y sulfonamidas.
Se detectaron altos porcentajes de resistencia para ampicilina (77,1%), ciprofloxacina (74,3%), trimetoprim/sulfametoxazol (62,9%), cefepime (57,1%), cefuroxima (57,1%) y ampicilina con sulbactam (40%). Los aislados de pacientes de sexo masculino presentaron los niveles de resistencia más altos (Figura 1). Sin embargo, solo los aislados provenientes de pacientes femeninos presentaron resistencia a ceftazidima (10,7%, n=6), aztreonam (3,6%, n=2), cefotaxima (3,6%, n=2), tigeciclina (1,8%, n=1). Estas diferencias no fueron estadísticamente significativas (p>0,05). No se detectaron aislados resistentes a amikacina, ertapenem, imipenem y meropenem.
La familia de genes bla TEM fue detectada por PCR en un 31,4% (22/70), seguido por bla CTX-M (18,6%, n=13) y bla SHV (2,9%, n=2), tanto en aislados productores y no productores de BLEE. Del total de aislados BLEE, el 56,4% (22/39) fue positivo para al menos uno de los genes evaluados. El gen bla CTX-M fue el más común (28,2%, 11/39), de los cuales solo un aislado lo presentó en combinación con el gen bla SHV. El 25,6% (10/39) de los aislados productores de BLEE presentaron el gen bla TEM. No se evidenció la presencia conjunta de los genes bla CTX-M y bla TEM. Del total de aislados no productores de BLEE, el 54,8% (17/31) no presentó ninguno de los genes evaluados. El 38% (12/31) presentó el gen bla TEM y solo el 6,5% (n=2) el gen bla CTX-M. Del total de aislados productores y no productores de BLEE, no se detectó la presencia del gen bla PER (Tabla 2).
DISCUSIÓN
Los aislados de E. coli de pacientes con ITU presentaron altos niveles de resistencia a antimicrobianos de importancia clínica. Más del 50% de los aislados fue clasificado como MDR y productor de BLEE. Las resistencias más frecuentes fueron para ampicilina, ciprofloxacina y trimetoprim/sulfametoxazol, antimicrobianos usados con frecuencia para el tratamiento de ITU 13. Además, se encontraron aislados resistentes a colistina, una droga de último recurso utilizada en ITU complicada causada por bacterias MDR 14. No se detectaron aislados resistentes a imipenem, meropenem y ertapenem. Sin embargo, la detección de aislados de E. coli uropatógenos productores de BLEE representa un riesgo potencial de desarrollo de resistencia, debido a su capacidad de transportar genes de resistencia a otros antimicrobianos 15.
Los aislados de pacientes de sexo masculino exhibieron mayores niveles de resistencia para ampicilina, ciprofloxacina, trimetoprim/sulfametoxazol, cefepime, cefuroxima, ampicilina con sulbactam, tobramicina, gentamicina, amoxicilina con ácido clavulánico, colistina y piperacilina con tazobactam. Las diferencias encontradas según el sexo de los pacientes no fueron significativas, por lo que no podemos evidenciar que ser un paciente de sexo masculino sería un indicador para la selección empírica de antimicrobianos para el tratamiento de ITUs. Sin embargo, nuestros resultados muestran una alta prevalencia de E. coli resistente a diversos antimicrobianos de uso frecuente en estas infecciones. Se debe considerar un mayor cuidado en la selección de esquemas terapéuticos por parte de los médicos tratantes para evitar así una presión selectiva que conlleve a la emergencia de cepas MDR.
La familia de genes bla TEM fue la más frecuente, seguida por bla CTX-M y bla SHV. Estos resultados contrastan con los encontrados por otros autores, siendo el gen bla CTX-M el más frecuente en pacientes con ITU en el Perú 16 - 18. Un total de 17 aislados productores de BLEE fueron negativos para todos los genes evaluados. Inclusive, se detectó la presencia de los genes blaCTX-M (n=2) y bla TEM (n=12) en los aislados identificados como no productores de BLEE. Las diferencias observadas en la detección de aislados BLEE por métodos fenotípicos y genotípicos reflejan la baja sensibilidad que posee el método fenotípico y la posible influencia de factores externos en la presentación de resistencia. Posiblemente, muchos aislados no produjeron BLEE a niveles detectables por el método fenotípico, lo que podría explicar la presencia de aislados BLEE negativos, pero con genes relacionados a la producción de esas enzimas. En contraste al método fenotípico, la detección de genes mediante la amplificación de PCR posee mejores niveles de especificidad y sensibilidad. Sin embargo, estos valores están estrechamente correlacionados a la calidad y diseño de cebadores. Inclusive, variantes de genes bla TEM o bla SHV no BLEE han sido descritas, por lo que métodos de secuenciamiento resultan esenciales para su identificación y caracterización 19.
En conclusión, los resultados evidencian altos niveles de resistencia en aislados de E. coli portadores de los genes bla TEM, bla CTX-M y bla SHV recuperados de pacientes ambulatorios con diagnóstico de ITU en distintas regiones del Perú. Los hospitales peruanos públicos realizan el monitoreo de la resistencia antimicrobiana utilizando principalmente métodos fenotípicos y en menor medida, métodos moleculares. Sin embargo, estas metodologías pueden no reflejar de manera correcta el estado de la resistencia antimicrobiana en este y otros tipos de infecciones. Por ello, resulta necesaria la implementación de métodos de última generación para la vigilancia genómica de la resistencia antimicrobiana en hospitales.
Los resultados presentados corresponden a una primera fase del estudio. Utilizaremos métodos de secuenciamiento del genoma completo y análisis bioinformático para el estudio de la resistencia antimicrobiana en estos aislados bacterianos. La información generada servirá como herramienta epidemiológica para determinar la distribución de los genes de resistencia y también como una guía para evaluar la tendencia y posibles cambios en los esquemas terapéuticos por parte de los médicos tratantes.
