Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear un derstanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5–7 vast areas of the tropics remain understudied.8–11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world’s most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepre sented in biodiversity databases.13–15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may elim inate pieces of the Amazon’s biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological com munities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple or ganism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region’s vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most ne glected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lostinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear understanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5,6,7 vast areas of the tropics remain understudied.8,9,10,11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world's most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepresented in biodiversity databases.13,14,15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may eliminate pieces of the Amazon's biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological communities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple organism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region's vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most neglected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lost

ENTEROBACTERALES MULTIRRESISTENTES PRODUTORAS DE CARBAPENEMASE KPC RECUPERADAS DE SUPERFÍCIES DE UNIDADES DE TERAPIA INTENSIVA EM UM HOSPITAL TERCIÁRIO DE RECIFE-PERNAMBUCO

Introdução: As superfícies do ambiente hospitalar podem atuar como importantes reservatórios de patógenos associados a Infecções Relacionadas à Assistência à Saúde (IRAS), facilitando a sua disseminação. O objetivo do estudo foi investigar a produção de carbapenemases em Enterobacterales multirresistentes recuperadas de superfícies de Unidades de Terapia Intensiva (UTI). Metodologia: As coletas foram realizadas entre setembro de 2019 e fevereiro de 2020, nas UTIs de Doenças Infecto-Parasitárias (UTI-DIP) e UTI-Geral, em superfícies próximas aos leitos. As amostras foram semeadas em meio seletivo com ceftriaxona (8 ug/mL), os isolados bacterianos identificados por MALDI-TOF e o perfil de susceptibilidade determinado por difusão em disco (BrCAST). As beta-lactamases foram detectadas fenotipicamente pelo teste de ESBL e pelo método simplificado de inativação de carbapenêmico (sCIM), enquanto os genes blaCTX-M, blaTEM, blaSHV, blaKPC e blaNDM foram investigados por Reações em Cadeia da Polimerase. Resultados: Dentre as 20 amostras de Enterobacterales isoladas, 90% (n=18) foram MDR: 16 (88,8%) K. pneumoniae, uma S. marcescens e uma E. hormachei. Todos os isolados MDR foram resistentes ao aztreonam e ao ertapenem, 94,4% (n=17) a cefepima, 88,8% (n=16) a cefotaxima e ceftazidima, 83,3% (n=15) a amoxicilina clavulanato e 77,7% (n=14) a piperacilina-tazobactam. Apenas cinco amostras (25%) foram resistentes a imipenem e meropenem. A produção de ESBL foi detectada em 94,4% (n=17) dos isolados MDR e o gene blaCTX-M foi o mais frequentemente detectado (n=14; 82,3%), seguido do blaTEM e blaSHV (n=11; 64,7% cada). A produção de carbapenemases foi identificada fenotipicamente em 17 (94,4%) isolados MDR, dos quais 47% (n=8) possuíam o gene blaKPC e 52,9% (n=9) não continham nenhum dos genes investigados. O gene blaNDM não foi encontrado nas amostras. Quatro (22,2%) K. pneumoniae abrigavam os três genes de ESBL e o gene blaKPC. A resistência aos antimicrobianos foi mais alta em isolados da UTI-DIP (n=14), sendo superior a 80% para todos os antibióticos testados, exceto os carbapenêmicos (50%). O gene blaKPC também foi mais frequente nas amostras desta unidade (n=5; 62,5%). Conclusão: As superfícies das UTIs estudadas abrigam Enterobacterales multirresistentes e produtoras de carbapenemases, principalmente do tipo KPC, com fenótipos semelhantes ao que já foi descrito para amostras clínicas, indicando a necessidade de reforçar estratégias para evitar a disseminação de IRAS

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DO NÚMERO DE CÓPIAS NA EXPRESSÃO DO GENE BLAKPC EM ISOLADOS CLÍNICOS DE MORGANELLA MORGANII E PROVIDENCIA STUARTII

Introdução/Objetivo: Organismos produtores de Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) são desafiadores em termos terapêuticos e diagnósticos, pois comumente apresentam resistência a todos os beta-lactâmicos. Além disso, esse determinante possui rápida disseminação pela localização do gene blaKPC em plasmídeos transferíveis e transposons. Por esta razão, estudos sugerem que o gene blaKPC pode apresentar diferentes níveis de expressão, bem como variação no número de cópias, influenciando diretamente nos níveis de resistência aos carbapenêmicos. Um fenótipo atípico de susceptibilidade aos carbapenêmicos apresentado por isolados da tribo Proteeae que abrigavam o gene blaKPC motivou este trabalho, que analisou a influência do número de cópias na expressão do gene blaKPC. Métodos: O DNA genômico dos isolados bacterianos foi extraído a partir do kit Wizard™ Genomic DNA Purification. Os genes utilizados como controles endógenos foram selecionados a partir da literatura. Os primers foram desenhados para ambas as espécies bacterianas e posteriormente analisados in sílico. A quantificação absoluta, foi baseada na proporção relativa entre gene alvo e controle endógeno (2-DCq), utilizando equipamento StepOneTM (Applied Biosystems) e o fluoróforo SYBR® Green. Os experimentos de quantificação absoluta foram realizados com o gene alvo, blaKPC, e com os genes de controle endógenos (tufMm, tufPs, tufKp e HKEc). Resultados: As amplificações do gene blaKPC ocorreram no mesmo ciclo de quantificação ou com diferença ≤2 nos isolados analisados, tanto nos isolados clínicos (Mm01 = 13,027; Ps28 = 13,687; Kp125 = 14,74), quanto nos respectivos isolados transformantes (TMm01 = 14,584; TPs28 = 15,807; TF125 = 14,135). As amplificações dos genes controles endógenos se mostraram estáveis e eles foram utilizados para normalizar os dados. A quantificação absoluta relativa do gene blaKPC foi menor ou igual a 2 em todos as linhagens analisadas, indicando que não há diferença significativa no número de cópias entre eles. Conclusão: Apesar dos distintos perfis fenotípicos observados, os dados de quantificação absoluta demonstraram que o número de cópias do gene blaKPC para os isolados transformantes e para os isolados clínicos não variam significativamente, portanto algum mecanismo a nível de regulação transcricional deve estar atuando na expressão do gene blaKPC, influenciando diretamente os níveis de resistência

GENES DE REFERÊNCIA PARA ESTUDOS DE EXPRESSÃO RELATIVA POR QPCR EM ISOLADOS DE KLEBSIELLA PNEUMONIAE

Introdução/Objetivo: Isolados de Klebsiella pneumoniae resistentes à multiplas drogas têm sido extensivamente reportados em todo o mundo. Alguns determinantes de resistência tornaram-se mais preocupantes pela sua disseminação, como o gene blakpc, já reportado em cepas com altos níveis de resistência aos carbapenêmicos. Em determinados contextos, esse fenômeno é atribuído a mecanismos adicionais, como por exemplo, a regulação da expressão desse gene. Esse trabalho avaliou a estabilidade da expressão de genes candidatos a controles endógenos em K. pneumoniae para aplicação em estudos de expressão relativa por qPCR. Métodos: Foram pré-selecionados vinte e um pares de iniciadores candidatos a controles endógenos, submetidos a análises in sílico, avaliando-se: amplificação nos principais grupos clonais de K. pneumoniae; tamanho do fragmento; temperatura de melting e formação de estruturas secundárias. Os primers foram validados pelo método de curva padrão. O RNA foi extraído usando TRIzol® e o cDNA, sintetizado com o Kit EasyScript™. As reações de qPCR foram realizadas no equipamento StepOneTM, com o fluoróforo SYBR® Green. Foram utilizados isolados clínicos com distintos perfis de susceptibilidade aos carbapenêmicos para testar a estabilidade dos genes frente a exposição com antimicrobiano. Os dados foram analisados no software BestKeeper. Resultados: Os primers para os genes proC, rpoC, rho, tuf e rpoB foram validados. Após análises no BestKeeper, os genes rpoC, rpoB, proC e rho, foram categorizados como os mais estáveis. A expressão relativa do gene blaKPC, normalizada com os distintos controles endógenos, mostrou resultados semelhantes, indicando que os genes selecionados são bons normalizadores para estudos de expressão. O isolado com maior concentração inibitória mínima (CIM) para os carbapenêmicos, apresentou maiores níveis de expressão quando comparado ao isolado com menor CIM, utilizando os genes rpoC, rpoB e proC como controles endógenos. Conclusão: Evidencia-se a importância de avaliar criteriosamente os primers descritos na literatura como etapa anterior às análises de expressão relativa, pois a estabilidade dos genes está associada a condição imposta nas análises e pode gerar resultados não-válidos, além de equívocos de entendimento dos fenótipos. Estudos de estabilidade dos genes de controles endógenos em distintas condições são de suma importância para a confiabilidade dos resultados de qPCR

OCORRÊNCIA DE KLEBSIELLA PNEUMONIAE EXTENSIVAMENTE RESISTENTE (XDR) PRODUTORAS DE CARBAPENEMASES EM UM HOSPITAL TERCIÁRIO EM RECIFE, PERNAMBUCO

Introdução: Klebsiella pneumoniae é um patógeno de importância clínica associado a inúmeros relatos de infecções graves. Essa espécie pode ainda apresentar resistência a múltiplas drogas, incluindo as principais opções terapêuticas disponíveis. O objetivo do estudo foi descrever a ocorrência de K. pneumoniae XDR recuperadas de um hospital terciário em Recife, Pernambuco. Metodologia: Foram selecionadas as amostras de K. pneumoniae com fenótipo XDR isoladas no Laboratório de Microbiologia do hospital entre julho de 2017 e junho de 2018, limitando-se a uma amostra por paciente para cada material clínico. Os dados de identificação bacteriana e susceptibilidade foram obtidos por método automatizado (Vitek®) e a produção da carbapenemase KPC avaliada pelo teste de Hodge modificado. A presença dos genes blaKPC e mcr-1 foi investigada por Reações em Cadeia da Polimerase. Resultados: Foram obtidas 21 amostras de K. pneumoniae XDR, a maioria (76,2%, n=16) em 2017. A ocorrência desses isolados nas Unidades de Terapia Intensiva (UTI) (n=14) foi o dobro daquela observada nas enfermarias (n=7). Os materiais clínicos mais frequentes foram urina (42,9%; n=9) e sangue (28,6%; n=6), enquanto apenas dois isolados foram recuperados de secreção traqueal (9,5%). Todas as amostras foram resistentes às penicilinas com inibidores de betalactamases, cefalosporinas de 2ª, 3ª e 4ª geração, ertapenem e ciprofloxacino. A resistência à gentamicina e aos carbapenêmicos Imipenem (IMP) e Meropenem (MER) foi de 95,2% (n=20). A produção fenotípica de KPC foi identificada em 20 amostras, todas resistentes ao IMP e ao MER, das quais 19 (95%) abrigavam o gene blaKPC. A resistência à polimixina B foi identificada em 28,6% (n=6) dos isolados, cinco deles recuperados de UTI e nenhum abrigava o gene mcr-1. Apenas uma amostra foi resistente à amicacina, sendo suscetível apenas a polimixina B. Conclusão: Os altos níveis de resistência aos antimicrobianos, sobretudo aos carbapenêmicos, principais opções de tratamento em casos de infecções graves, somados à expressiva identificação do gene blaKPC, reforçam a importância do monitoramento da resistência bacteriana e a necessidade de medidas de controle da disseminação dos mecanismos de resistência em ambientes hospitalares. Acrescido a isso, são necessários outros testes para comprovação da resistência à polimixina B. Neste estudo, a amicacina mostrou-se como uma opção terapêutica no tratamento das infecções causadas por K. pneumoniae XDR

EMERGÊNCIA DE ENTEROBACTERALES PRODUTORAS DE NEW DELHI METALLO-BETALACTAMASES (NDM) EM UM HOSPITAL TERCIÁRIO EM RECIFE, PERNAMBUCO NO PERÍODO DA PANDEMIA DA COVID-19

Introdução: Durante a pandemia da COVID-19, houve um aumento na utilização de antibióticos e, consequentemente, da pressão seletiva, favorecendo a disseminação de patógenos multirresistentes. O objetivo deste estudo foi relatar a emergência da produção de NDM por Enterobacterales em um hospital terciário em Recife, Pernambuco, no período da pandemia. Metodologia: Realizou-se um estudo retrospectivo dos registros do Laboratório de Microbiologia. Foram recuperados dados de Enterobacterales produtoras de NDM isoladas entre fevereiro de 2020 e maio de 2021. A identificação bacteriana e o perfil de suscetibilidade a antimicrobianos foram feitos por automação (Vitek 2®), a produção de carbapenemases foi detectada através do método de inativação do carbapenêmico modificado (mCIM) e do ensaio imunocromatográfico (Coris BioConcept®). Resultados: O isolamento de amostras produtoras de NDM no laboratório estudado foi identificado pela primeira vez em 2020. Foram recuperados 30 isolados de Enterobacterales produtores de NDM, todos positivos no mCIM, a maioria (n=22; 73,3%) em 2021. Klebsiella pneumoniae foi a espécie prevalente (n=21; 70%), seguida por Enterobacter spp. (n=4; 13,3%), Proteus mirabilis (n=3; 10%) e Serratia spp. (n=2; 6,7%). As amostras foram predominantemente recuperadas das Unidades de Terapia Intensiva (UTI) (n=17; 56,7%), em relação às enfermarias. As amostras foram isoladas de secreção traqueal e urocultura (n=8; 26,6% cada), hemocultura e ponta de cateter (n=6; 20% cada). Todas as amostras foram resistentes às cefalosporinas de 2ª e 3ª geração, aztreonam, ertapenem e ciprofloxacina. A resistência ao cefepime e à gentamicina foi de 96,6% (n=29) e 70% (n=21) respectivamente, enquanto para os carbapenêmicos imipenem e meropenem o percentual foi de 96,5% (n=28). As drogas com maior percentual de susceptibilidade foram amicacina (46,7%) e colistina (56,5%). Todos os isolados foram classificados como extensivamente resistentes (XDR). Oito isolados (26,6%) provenientes de UTIs produziam simultaneamente as carbapenemases NDM e KPC. Nenhum isolado foi produtor de OXA-48. Conclusão: O aumento do isolamento de Enterobacterales produtoras de NDM com fenótipo XDR no período estudado pode estar relacionado à alta pressão seletiva exercida pelo maior uso de antimicrobianos no período da pandemia. Amicacina e polimixina permanecem como opções terapêuticas. Embora a resistência à colistina tenha sido identificada, são necessários testes confirmatórios

EPIDEMIOLOGIA MOLECULAR DE KLEBSIELLA PNEUMONIAE MULTIDROGA RESISTENTE EM HOSPITAIS TERCIÁRIOS NO ESTADO DE PERNAMBUCO

Introdução/Objetivo: Klebsiella pneumoniae é um patógeno oportunista, responsável por causar diversas infecções relacionadas a assistência à saúde. A disseminação de cepas dessa espécie com fenótipo de resistência a múltiplas drogas, tornou-se uma ameaça global, o que faz da vigilância epidemiológica uma abordagem crítica para estimar e combater este fenômeno. Esse estudo analisou os mecanismos de resistência e disseminação de isolados clínicos de K. pneumoniae do estado de Pernambuco, Brasil. Métodos: Os isolados foram coletados em dois hospitais da rede pública de saúde de Pernambuco localizados no Sertão e na região metropolitana do Recife, durante 12 meses. A relação filogenética foi analisada por ERIC-PCR (Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus – Polymerase Chain Reaction) e as sequências tipo foram determinadas por Multi Locus Sequence Typing (MLST). Os padrões de ERIC foram analisados pelo software PyElph e agrupados por Neighbor Joining. Os determinantes de resistência aos betalactâmicos, quinolonas e aminoglicosídeos foram investigados por PCR convencional e, posteriormente, sequenciados para determinação do perfil alélico e análise de mutações em genes constitutivos associados à resistência a essas drogas. As proteínas de membrana externa (OMPs) das cepas resistentes às cefalosporinas e carbapenêmicos foram avaliadas por SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate-PolyAcrylamide Gel Electrophoresis). Resultados: As análises moleculares de 49 isolados de K. pneumoniae indicaram uma disseminação policlonal de cepas resistentes, de Sequence Types mundialmente disseminados, como ST15 e ST11, carreando mecanismos de resistência aos betalactâmicos, aminoglicosídeos e quinolonas. Genes que codificam determinantes de resistência às penicilinas e cefalosporinas, como as betalactamases blaTEM, blaSHV e blaCTX e aos carbapenêmicos (blaKPC-2 e blaNDM-1), foram predominantes. A resistência às quinolonas nos isolados foi mediada por mutações na Região Determinante de Resistência à Quinolonas dos genes gyrA e parC e pela presença de genes plasmidiais qnrB-1 e qnrS-6. A análise das OMPs por SDS-PAGE indicou uma menor produção de OmpK36 nas cepas resistentes a pelo menos um carbapenêmico. Conclusão: A predominância policlonal de bactérias resistentes no ambiente hospitalar, oportuniza a disseminação horizontal da resistência e o surgimento de linhagens com acúmulo de mecanismos, sinalizando para falhas nas práticas de higienização das unidades de saúde