Epidemiological molecular analysis of Methicilin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) isolated from HIV positive patient colonization, from a health institution at Ribeirão Preto, São Paulo

Estima-se que 30% da população mundial esteja colonizada por Staphylococcus aureus. Indivíduos portadores de HIV/AIDS possuem maiores riscos de colonização e infecções causadas por S. aureus resistente à meticilina (MRSA), devido a seu estado imunológico comprometido, frequente uso de antibióticos e reinternações hospitalares. Linhagens de MRSA emergiram na década de 60, logo após a introdução da meticilina, devido a aquisição de genes que codificam proteínas ligadoras de penicilinas modificadas, mecA e mecC, contidos no elemento genético móvel SCCmec (do inglês, Staphylococcal Cassete Chromossome). Este estudo buscou caracterizar amostras de MRSA de pacientes com HIV/AIDS, isoladas no primeiro e sétimo dia de internação no hospital, e de seus profissionais de saúde, do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto, no período de abril de 2011 a maio de 2013. Os objetivos foram caracterizar fenotípica e genotipicamente os isolados de MRSA e comparar as linhagens, a fim de observar se havia disseminação entre os pacientes ou entre estes e profissionais de saúde relacionados. Foi realizada caracterização por perfil de sensibilidade, determinação do elemento SCCmec, eletroforese em campos pulsados (PFGE, do inglês, Pulsed Field Gel Electrophoresis) e tipagem por sequenciamento de Multilocus (MLST). Foram pesquisados os tipos de hemólise produzidos e a presença de gene para produção da Leucocidina Panton Valentine (PVL). Vinte pacientes encontravam-se colonizados no primeiro dia de internação, treze após uma semana e três profissionais da saúde estavam colonizados durante o estudo. Quando excluídas as amostras consideradas duplicatas, SCCmecIV foi o elemento predominante. Grande variedade clonal de MRSA foi encontrada nos pacientes, totalizando 11 pulsotipos. ST239-SCCmecIII, relacionado ao Clone Endêmico Brasileiro (BEC), foi isolado de pacientes logo no primeiro dia de internação, provavelmente devido à prévia internação. O profissional de saúde P1 apresentou colonização por MRSA caracterizado como pulsotipo E, que persistiu após o tratamento para descolonização. P1 foi tratado novamente e posteriormente foi observado isolado com pulsotipo J, sugerindo ser um clone diferente dos anteriores, mas ainda com linhagem ST105-SCCmecII. Apenas um isolado, do paciente 5, apresentou grande similaridade (92,3%) com um isolado do profissional de saúde (P1). Entretanto, houve intervalo de 10 meses entre as coletas e não há indício de transmissão direta de uma pessoa para outra. Presença do gene da PVL foi encontrada em apenas dois isolados. Três amostras de MRSA foram caracterizadas como hVISA (do inglês, heterogeneous Vancomycin Intermediate Staphylococcus aureus) e dois deles possuíam resistência intermediária à teicoplanina. Um isolado apresentou resistência à daptomicina em 48h de incubação com uma população heterogênea detectada. Todos foram sensíveis a quinupristina-dalfopristina, linezolida e tigeciclina. Concluímos que não houve disseminação de uma linhagem específica entre os pacientes, ou entre profissionais de saúde e pacientes e não foi observada relação entre o tempo de estadia no hospital e aquisição de uma linhagem em específico. No entanto, algumas linhagens com perfis de resistência muito preocupantes, como hVISA e com heterorresistência à daptomicina, foram isoladas e requerem atenção e monitoramento, com programas de vigilância e adoção de práticas de segurança e higiene no trabalho por parte dos profissionais de saúde.It is estimated that 30 % of the world population is colonized by Staphylococcus aureus. Individuals with HIV/AIDS have a higher risk of colonization and infection caused by methicillin-resistant S. aureus (MRSA), due to their compromised immune system, frequent use of antibiotics and hospital readmissions. Strains of MRSA emerged in the 60s, shortly after the introduction of methicillin. Such resistance is caused by acquisition of genes encoding modified penicillin binding proteins, mecA and mecC, contained in the mobile genetic element SCCmec (Staphylococcal Cassette Chromosome). This study aimed to characterize MRSA isolated from patients with HIV/AIDS, in the first and seventh day of hospitalization, and their health care professionals, at the Clinical Hospital of Ribeirão Preto, in the period of April 2011 to May 2013. The objectives were to characterize phenotypic and genotypically MRSA isolates in order to observe if there was some lineage spread among patients or between these and related health professionals. MRSA isolates were characterized by susceptibility profile, SCCmec element typing, pulsed field gel electrophoresis (PFGE) and multilocus sequencing typing (MLST). Pattern of hemolysis and the presence of the gene for production of Leukocidin Panton Valentine (PVL) were determined. Twenty patients were colonized on the first day of hospitalization, thirteen patients in a week and only three health care professionals were colonized during the study. SCCmecIV was the predominant element when samples considered duplicates were excluded. Large variety of MRSA clones was found in patients with 11 pulsotypes. ST239-SCCmecIII, related to Brazilian Endemic Clone (BEC), was isolated from patients on the first day of hospitalization, probably due to previous hospital admission. Professional P1 was colonized by MRSA isolate characterized as pulsotype E which persisted after treatment for decolonization. P1 was treated again and was observed with a pulsotype J isolate, which suggests being a different clone of the same lineage ST105-SCCmecII. Only one sample, from patient 5, showed high similarity (92.3 %) with this health professional isolate (P1). However, there was an interval of 10 months between the collections and there is no evidence of direct transmission from one person to another. Presence of the PVL gene was found in only two isolates. Three MRSA isolates were characterized as hVISA (heterogeneous Vancomycin Intermediate S. aureus) and two of them were also intermediate resistant to teicoplanin. One isolate showed resistance to daptomycin in 48h incubation and heterogeneous population was detected. All isolates were susceptible to quinupristin-dalfopristin, linezolid and tigecycline. We conclude that no spread of a particular strain was found among patients or between health care professionals and patients, and no relationship between duration of hospital stay and acquisition of a specific lineage was observed. However, some strains with resistance profiles very threatening, as hVISA and heteroresistant to daptomycin, were isolated and require attention and monitoring, with surveillance programs and use of safety practices and hygiene by health professionals

Phenotipic characterization of Meticillin resistant S. aureus (MRSA) isolated from infection sites of pactients from a São Carlos (SP) hospital

MRSA podem ser resistentes à maioria dos antimicrobianos por aquisição de elementos genéticos móveis ou mutações e algumas linhagens representam um grande desafio para o tratamento de suas infecções. Além disso, resistência heterogênea pode existir em taxas subestimadas e causar falha em tratamento. A investigação de disseminação de linhagens específicas de MRSA, adoção de medidas que diminuam a possibilidade de surtos e políticas que evitem uso excessivo de antibióticos são ações importantes que devem ser tomadas em hospitais. Este estudo objetivou caracterizar MRSA, de um hospital de São Carlos-SP, genotipica e fenotipicamente. No período de julho de 2011 a janeiro de 2012, foram isolados 34 S. aureus de diferentes pacientes, sendo que 27 (79,4%) foram identificados como MRSA. Tipagem por PFGE resultou em três pulsotipos e prevalência das linhagens ST105/ST5-SCCmecII. Beta hemólise e presença simultânea dos genes seh/sei/sem/seo/sem/lukDE/hla/hlb/hlg foram encontrados em 96,3% e 85% dos isolados, respectivamente, com nenhum isolado alta produção de biofilme, pelo método utilizado. Nos ensaios de sensibilidade, o isolado SCMSC29 foi caracterizado como S. aureus com resistência intermediária heterogênea à vancomicina (hVISA) e SCMSC29 e SCMSC35 como S. aureus não-sensíveis heterogenêos à daptomicina (hDNSSA), todos confirmados por análise de população. Na tentiva de elucidar os mecanismos de heterorresistência, foram realizados ensaios comparando os isolados heterogêneos com o sensível SCMSC31, relacionado por similaridade. O fenótipo hVISA e hDNSSA apresentado pelo isolado SCMSC29, aparenta estar relacionado com um aumento da expressão dos genes graR, vraR, rpoB, mprF e dltA, sutil aumento da espessura de parede celular, redução de autólise e uma mutação no gene mprF (T551A). O fenótipo hDNSSA de SCMSC35, pode estar associado a mutação encontrada nos genes rpoB (T622A), mprF (M347L, L720F) e aumento da espessura da parede celular. Apesar destes preocupantes fenótipos encontrados, alternativas de tratamento testadas (teicoplanina, linezolida, tetraciclina, tigeciclina, quinupristinadalfopristina e tedizolida) foram ativas contra todos os isolados. Assim, hVISA e hDNSSA foram encontrados entre isolados ST105/ST5-SCCmecII, que demonstraram mutações pontuais e tendência de espessamento de parede celular. O novo antimicrobiano tedizolida, ainda não utilizado no Brasil, possuiu alta eficiência para estes isolados, mostrada in vitro por ensaios de concentração inibitória mínima. A aparição dos perfis de heteroresistência é um achado preocupante e devem ser tomadas medidas para melhorar o diagnóstico deste fenótipo nos laboratórios clínicos além de se evitar disseminação. A adoção de programas de vigilância e a cautela no uso destes antibióticos são importantes para monitorar possível disseminação e para não haver seleção de clones resistentes e co-resistentes a vários outros antibióticos.MRSA may be resistant to most antimicrobials by the acquisition of mobile genetic elements or mutations and some strains represent a huge challenge for infection treatment. In addition, heterogeneous resistance may exist at underestimated rates and cause treatment failure. Actions such as research of specific MRSA strains spread, adoption of measures that reduce the possibility of outbreaks and policies that avoid excessive use of antibiotics are important and must be taken in hospitals. This study aimed to characterize genotypically and phenotypically, MRSA from a São Carlos-SP hospital. From July 2011 to January 2012, 34 S. aureus from different patients were isolated, among those 27 (79.4%) were identified as MRSA. Typing by PFGE resulted in three pulsotypes and prevalence of ST105/ST5-SCCmecII strains. Beta hemolysis and simultaneous presence of the seh / sei / sem / seo / sem / / lukDE / hla / hlb / hlg genes were found in 96.3% and 85% of the isolates, respectively, with no good biofilm forming sample. In the sensitivity assays, SCMSC29 isolate was characterized as S. aureus heterogeneous vancomycin intermediate resistant S. aureus (hVISA) and SCMSC29 and SCMSC35 as heterogeneous daptomycin non-susceptible S. aureus (hDNSSA), all confirmed by population analysis profile. In order to elucidate mechanisms of heteroresistance, we performed several comparative analyses between heterogeneous samples and a related sensitive isolate (SCMSC31). The hVISA and hDNSSA phenotype presented by the SCMSC29 isolate appeared to be related to increased expression of graR, vraR, rpoB, mprF and dltA genes, slight increase in cell wall thickness, reduction of autolysis and a mutation in the mprF (T551A), when compared to SCMSC31. The hDNSSA phenotype of SCMSC35 may be associated with a mutation found in rpoB (T622A), mprF (M347L, L720F) and increased cell wall thickness. Despite these worrying phenotypes found, treatment alternatives tested (teicoplanin, linezolid, tetracycline, tigecycline, quinupristindalfopristine and tedizolide) were active against all isolates. In conclusion, hVISA and hDNSSA were found to be among ST105/ST5-SCCmecII lineage and demonstrated cell wall thickening. The new antimicrobial tedizolide, not yet used in Brazil, had greater efficiency, shown in vitro by tests of minimum inhibitory concentration. The appearance of heteroresistance profiles is a troubling finding and measures should be taken to improve the diagnosis of this phenotype in clinical laboratories in addition to avoiding dissemination. The adoption of surveillance programs and the caution in the use of these antibiotics are important to monitor possible dissemination and to avoid the selection of resistant clones and coresistant to several other antibiotics

Phenotipic characterization of Meticillin resistant S. aureus (MRSA) isolated from infection sites of pactients from a São Carlos (SP) hospital

MRSA podem ser resistentes à maioria dos antimicrobianos por aquisição de elementos genéticos móveis ou mutações e algumas linhagens representam um grande desafio para o tratamento de suas infecções. Além disso, resistência heterogênea pode existir em taxas subestimadas e causar falha em tratamento. A investigação de disseminação de linhagens específicas de MRSA, adoção de medidas que diminuam a possibilidade de surtos e políticas que evitem uso excessivo de antibióticos são ações importantes que devem ser tomadas em hospitais. Este estudo objetivou caracterizar MRSA, de um hospital de São Carlos-SP, genotipica e fenotipicamente. No período de julho de 2011 a janeiro de 2012, foram isolados 34 S. aureus de diferentes pacientes, sendo que 27 (79,4%) foram identificados como MRSA. Tipagem por PFGE resultou em três pulsotipos e prevalência das linhagens ST105/ST5-SCCmecII. Beta hemólise e presença simultânea dos genes seh/sei/sem/seo/sem/lukDE/hla/hlb/hlg foram encontrados em 96,3% e 85% dos isolados, respectivamente, com nenhum isolado alta produção de biofilme, pelo método utilizado. Nos ensaios de sensibilidade, o isolado SCMSC29 foi caracterizado como S. aureus com resistência intermediária heterogênea à vancomicina (hVISA) e SCMSC29 e SCMSC35 como S. aureus não-sensíveis heterogenêos à daptomicina (hDNSSA), todos confirmados por análise de população. Na tentiva de elucidar os mecanismos de heterorresistência, foram realizados ensaios comparando os isolados heterogêneos com o sensível SCMSC31, relacionado por similaridade. O fenótipo hVISA e hDNSSA apresentado pelo isolado SCMSC29, aparenta estar relacionado com um aumento da expressão dos genes graR, vraR, rpoB, mprF e dltA, sutil aumento da espessura de parede celular, redução de autólise e uma mutação no gene mprF (T551A). O fenótipo hDNSSA de SCMSC35, pode estar associado a mutação encontrada nos genes rpoB (T622A), mprF (M347L, L720F) e aumento da espessura da parede celular. Apesar destes preocupantes fenótipos encontrados, alternativas de tratamento testadas (teicoplanina, linezolida, tetraciclina, tigeciclina, quinupristinadalfopristina e tedizolida) foram ativas contra todos os isolados. Assim, hVISA e hDNSSA foram encontrados entre isolados ST105/ST5-SCCmecII, que demonstraram mutações pontuais e tendência de espessamento de parede celular. O novo antimicrobiano tedizolida, ainda não utilizado no Brasil, possuiu alta eficiência para estes isolados, mostrada in vitro por ensaios de concentração inibitória mínima. A aparição dos perfis de heteroresistência é um achado preocupante e devem ser tomadas medidas para melhorar o diagnóstico deste fenótipo nos laboratórios clínicos além de se evitar disseminação. A adoção de programas de vigilância e a cautela no uso destes antibióticos são importantes para monitorar possível disseminação e para não haver seleção de clones resistentes e co-resistentes a vários outros antibióticos.MRSA may be resistant to most antimicrobials by the acquisition of mobile genetic elements or mutations and some strains represent a huge challenge for infection treatment. In addition, heterogeneous resistance may exist at underestimated rates and cause treatment failure. Actions such as research of specific MRSA strains spread, adoption of measures that reduce the possibility of outbreaks and policies that avoid excessive use of antibiotics are important and must be taken in hospitals. This study aimed to characterize genotypically and phenotypically, MRSA from a São Carlos-SP hospital. From July 2011 to January 2012, 34 S. aureus from different patients were isolated, among those 27 (79.4%) were identified as MRSA. Typing by PFGE resulted in three pulsotypes and prevalence of ST105/ST5-SCCmecII strains. Beta hemolysis and simultaneous presence of the seh / sei / sem / seo / sem / / lukDE / hla / hlb / hlg genes were found in 96.3% and 85% of the isolates, respectively, with no good biofilm forming sample. In the sensitivity assays, SCMSC29 isolate was characterized as S. aureus heterogeneous vancomycin intermediate resistant S. aureus (hVISA) and SCMSC29 and SCMSC35 as heterogeneous daptomycin non-susceptible S. aureus (hDNSSA), all confirmed by population analysis profile. In order to elucidate mechanisms of heteroresistance, we performed several comparative analyses between heterogeneous samples and a related sensitive isolate (SCMSC31). The hVISA and hDNSSA phenotype presented by the SCMSC29 isolate appeared to be related to increased expression of graR, vraR, rpoB, mprF and dltA genes, slight increase in cell wall thickness, reduction of autolysis and a mutation in the mprF (T551A), when compared to SCMSC31. The hDNSSA phenotype of SCMSC35 may be associated with a mutation found in rpoB (T622A), mprF (M347L, L720F) and increased cell wall thickness. Despite these worrying phenotypes found, treatment alternatives tested (teicoplanin, linezolid, tetracycline, tigecycline, quinupristindalfopristine and tedizolide) were active against all isolates. In conclusion, hVISA and hDNSSA were found to be among ST105/ST5-SCCmecII lineage and demonstrated cell wall thickening. The new antimicrobial tedizolide, not yet used in Brazil, had greater efficiency, shown in vitro by tests of minimum inhibitory concentration. The appearance of heteroresistance profiles is a troubling finding and measures should be taken to improve the diagnosis of this phenotype in clinical laboratories in addition to avoiding dissemination. The adoption of surveillance programs and the caution in the use of these antibiotics are important to monitor possible dissemination and to avoid the selection of resistant clones and coresistant to several other antibiotics

Molecular analysis of methicillin-resistant Staphylococcus aureus dissemination among healthcare professionals and/or HIV patients from a tertiary hospital

Abstract INTRODUCTION: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a nosocomial pathogen in community settings. MRSA colonized individuals may contribute to its dissemination; the risk of MRSA infection is increased in human immunodeficiency virus/acquired immune deficiency syndrome (HIV/AIDS) patients, although the prevalence of colonization in this group is not well established. The present study addressed this issue by characterizing MRSA isolates from HIV/AIDS patients and their healthcare providers (HCPs) to determine whether transmission occurred between these two populations. METHODS: A total of 24 MRSA isolates from HIV-infected patients and five from HCPs were collected between August 2011 and May 2013. Susceptibility to currently available antimicrobials was determined. Epidemiological typing was carried out by pulsed-field gel electrophoresis, multilocus sequence typing, and Staphylococcus cassette chromosome (SCCmec) typing. The presence of heterogeneous vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus (hVISA) and heterogeneous daptomycin-resistant Staphylococcus aureus (hDRSA) was confirmed by population analysis profile. Isolates characterized in this study were also compared to isolates from 2009 obtained from patients at the same hospital. RESULTS: A variety of lineages were found among patients, including ST5-SCCmecII and ST30-SCCmecIV. Two isolates were Panton-Valentine leukocidin-positive, and hVISA and hDRSA were detected. MRSA isolates from two HCPs were not related to those from HIV/AIDS patients, but clustered with archived MRSA from 2009 with no known relationship to the current study population. CONCLUSIONS: ST105-SCCmecII clones that colonized professionals in 2011 and 2012 were already circulating among patients in 2009, but there is no evidence that these clones spread to or between HIV/AIDS patients up to the 7th day of their hospitalization