Identificación de los perfiles de susceptibilidad a antimicrobianos y genes blaCMY-2 y blaCTX-M en aislamientos de Escherichia coli recuperados de porcinos a nivel de planta de cosecha en Costa Rica

Abstract

La resistencia a los antimicrobianos (RAM) es un creciente problema que perjudica la salud humana, animal y ambiental globalmente. Este estudio buscó conocer la situación de la resistencia en la cadena de producción porcina empleando la bacteria Escherichia coli, indicadora de resistencia por excelencia gracias a su gran habilidad de intercambio genético inter e intraespecífico, y declarada como objeto de estudio de interés por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el marco del Plan de Acción Mundial sobre la Resistencia a los Antimicrobianos. Mediante pruebas de caracterización fenotípicas se confirmó la identidad de 242 aislamientos de E. coli recuperados de muestras de heces y enjuagues de carcasas porcinas recolectadas en un estudio previo en plantas de cosecha exportadoras ubicadas en el Gran Área Metropolitana de Costa Rica. Se determinó la susceptibilidad de los aislamientos ante 18 antibióticos empleando el método de difusión en agar de discos de antibióticos Kirby-Bauer, con lo que se detectó resistencia a los antibióticos en E. coli aislada de ambos orígenes, encontrándose resistencia en al menos un aislamiento para todas las clases de antibióticos probadas, un porcentaje de multirresistencia de 56% y se contabilizaron 50 diferentes perfiles de resistencia. Los mayores niveles de resistencia fueron frente a ampicilina, cefazolina y cloranfenicol, también se registraron valores considerables para ácido nalidíxico, trimetoprima-sulfametoxazol, ciprofloxacina, amoxicilina-ácido clavulánico y piperacilina-tazobactam. Entre los compuestos que exhibieron los niveles de resistencia inferiores están nitrofurantoína, gentamicina, cefoxitina y amikacina, los fármacos bajo vigilancia ceftazidima y cefepima, y los fármacos de reserva aztreonam e imipenem. El único antibiótico para el cual se detectó asociación estadística (p<0.05) entre este y el origen de aislamiento fue la nitrofurantoína, siendo más prevalente en aislamientos recuperados de heces. El 8.7% de los aislamientos fue susceptible a todos los antibióticos probados. A los aislamientos que exhibieron un perfil de resistencia a betalactámicos se les realizó PCR para la detección de dos genes codificantes de betalactamasas, detectándose nueve aislamientos positivos al gen blaCMY-2 y ocho positivos al gen blaCTX-M. Los resultados adquiridos ofrecen información sobre la resistencia circulante en la cadena alimentaria nacional, concretamente en producción porcina, donde se ven involucrados fármacos bajo vigilancia y de reserva para salud humana, lo cual destaca la importancia del papel que desempeña la industria cárnica en la generación y propagación de la RAM, y respalda la necesidad de identificar los eslabones que precisan de intervención y liderazgo en materia de uso y control de los antimicrobianos.

Antimicrobial resistance (AMR) is a rising issue that affects human, animal, and environmental health globally. This study sought to assess the situation of resistance in the swine production chain using the Escherichia coli bacterium, an indicator of resistance par excellence thanks to its great ability for inter- and intra-specific genetic exchange and was declared as an object of study by the World Health Organization (WHO) within the framework of the Global Action Plan on Antimicrobial Resistance. Phenotypic characterization tests were performed to confirm the identity of 242 E. coli isolates recovered from swine feces and carcasses collected in a previous study in abattoirs located at the great metropolitan area in Costa Rica. Antimicrobial susceptibility testing against 18 antibiotics was carried out through the Kirby-Bauer antibiotic disc agar diffusion method, for which resistance to antibiotics was detected in E. coli isolated from both origins, against each of the antimicrobial classes tested in at least one isolate, depicting multidrug resistance in 56% of the isolates, and showing 50 different antibiotic resistance profiles. The highest levels of resistance were observed against ampicillin, cefazolin, and chloramphenicol, also considerable values were recorded against nalidixic acid, trimethoprim-sulfamethoxazole, ciprofloxacin, amoxicillin-clavulanic acid and piperacillin-tazobactam. Among the compounds that exhibited the lowest levels of resistance were nitrofurantoin, gentamicin, cefoxitin and amikacin, the drugs under surveillance ceftazidime and cefepime, and the reserve drugs aztreonam and imipenem. Pansusceptibility to all tested antibiotics, was observed in only 8.7% of isolates. Nitrofurantoin was the only antibiotic for which a statistical association was detected according to the origin of isolation. Isolates showing a resistance profile against beta-lactams underwent a PCR testing for two betalactamase encoding genes, detecting 9 isolates blaCMY-2 gene positives and 8 isolates blaCTX-M gene positives. The results obtained here offer information on the circulating antibiotic resistance in the national food chain, specifically in swine production and harvest, for which E. coli exhibited resistance against drugs considered as the latest resource option for human infections. This highlights the importance of the role played by the meat industry in the generation and dissemination of AMR and supports the need to identify the parties that require intervention and stewardship regarding the use and control of antimicrobials.