Genetic determinants and elements associated with antibiotic resistance in viridans group streptococci. In humans, viridans group streptococci (VGS) are normal inhabitants of the upper respiratory tract, gastrointestinal tract and female genital tract. Though generally considered to have low pathogenic potential in immunocompetent individuals, VGS can nonetheless cause invasive disease. Current knowledge of the resistome of streptococci from the upper respiratory tract is fairly poor as regards VGS compared with the major pathogens. The present study addresses erythromycin, tetracycline and chloramphenicol resistance in VGS. The relevant genetic determinants, environments and elements were investigated in a collection of 263 VGS, identified at the species level, that recently have been isolated from throat swabs in central Italy. Although this type of information is available for major b-haemolytic streptococci and pneumococci, this is not true of VGS. Of the 263 VGS isolates, 148 (56.3%) were resistant to erythromycin, 72 (27.4%) to tetracycline and 7 (2.7%) to chloramphenicol. Of the 148 erythromycin-resistant VGS, 37 (25.0%) belonged to the cMLS and 111 (75.0%) to the M macrolide resistance phenotype (the iMLS phenotype was not detected). All cMLS isolates bore the target-site modification gene erm(B), either alone (n=28) or together with the efflux gene mef(E) (n=9). Other erm genes reported in other streptococcal species, were not detected. Of the M phenotype isolates, the vast majority (n=107) harboured mef(E), two carried mef(A) and one each carried mef(I) and mef(G). Tetracycline resistance was recorded in 72 VGS, including 61 erythromycin-resistant and 11 erythromycin-susceptible isolates. Of the tet determinants assayed, tet(M) was by far the most common, detected in 43 erythromycin-resistant (23 cMLS and 20 M) and 5 erythromycin-susceptible isolates. One isolate carried tet(O), but the tetracycline resistance determinant could not be identified in 23 isolates. tet(M) was also sought in erm(B)-positive tetracycline-susceptible VGS and was detected in two of them. Chloramphenicol resistance was recorded in seven VGS, including six erythromycin-resistant isolates belonging to the M phenotype and carrying the catQ gene, and one erythromycin-susceptible isolate carrying the catpC194 determinant. Moreover a number of variants of known genetic contexts and elements carrying determinants of resistance to these antibiotics were detected, including the mega element, ɸ10394.4, Tn2009, Tn2010, the IQ element, Tn917, Tn3872, Tn6002, Tn916, Tn5801, a tet(O) fragment from ICE2096-RD.2 and ICESp23FST81. These findings shed new light on the distribution of antibiotic resistance mechanisms and determinants and their genetic environments in VGS, for which very few such data are currently available. The high frequency and broad variety of such elements supports the notion that VGS may be important reservoirs of resistance genes for the more pathogenic streptococci.

Determinanti, contesti, ed elementi genetici associati alla resistenza ai macrolidi e ad altri antibiotici in streptococchi di gruppo viridans. Nell’uomo gli streptococchi di gruppo viridans (VGS) sono parte del microbiota delle vie aeree superiori, del tratto gastrointestinale e del tratto genitale femminile. I VGS, considerati a basso potenziale di patogenicità in soggetti sani, possono tuttavia rendersi responsabili, in particolari tipologie di paziente, di gravi malattie invasive. Obiettivi di questo lavoro sono stati: analizzare la diffusione delle resistenze ad eritromicina, cloramfenicolo e tetraciclina, e chiarire i meccanismi, i determinanti di resistenza e i relativi contesti/elementi genetici in una collezione di VGS recentemente isolati da tamponi faringei da laboratori del centro Italia. Infatti le attuali conoscenze sul resistoma streptococcico riguardano principalmente le specie più patogene e risultano alquanto limitate sui VGS. Dall'indagine svolta, sono stati rilevati: 98/263 VGS sensibili a tutti gli antibiotici testati, 148 isolati eritromicino-resistenti (56.3%), di cui 37 appartenenti al fenotipo cMLS e 111 appartenenti al fenotipo M; 72 isolati (27.4%) tetracyclino-resistenti e 7 (2.7%) cloramfenicolo-resistenti. L'analisi dei determinanti di resistenza ha evidenziato che tutti gli isolati cMLS portavano il gene erm(B), da solo (n=28) o associato al gene d'efflusso mef(E) (n=9). Non sono stati rilevati altri geni erm. Quasi tutti i ceppi di fenotipo M avevano mef(E) (n=107), 2 avevano mef(A) e 2 ceppi rispettivamente mef(I) e mef(G). La resistenza alla tetraciclina è stata evidenziata in 72 isolati VGS, di cui 61 Ery-R e 11 eritromicino-sensibili (Ery-S). Tra tutti i determinanti tet saggiati, tet(M) era di gran lunga il più comune ed era individuato in 43 ceppi Ery-R e in 5 isolati Ery-S. Un isolato aveva il gene tet(O), mentre in 23 isolati non era possibile identificare il determinante di resistenza alla tetraciclina. tet(M) è stato rilevato anche in 2 ceppi di VGS erm(B)-positivi e tetraciclino-sensibili (Tet-S). La resistenza al cloramfenicolo è stata evidenziata in 7 isolati VGS: 6 Ery-R e di fenotipo M possedevano il gene catQ, mentre un isolato Ery-S aveva il determinante catpC194. Per quanto concerne lo studio dei contesti/elementi genetici relativi ai determinanti di resistenza, accanto ad elementi genetici già descritti negli streptococchi (mega, Φ10394.4, Tn2009, Tn2010, elemento IQ, Tn917, Tn3872, Tn6002, Tn916, Tn5801, frammento contenente tet(O) di ICE2096-RD.2, e ICESp23FST81), sono state evidenziate nuove varianti di elementi già noti. Questi risultati mettono nuova luce sulla distribuzione delle antibiotico resistenze, dei determinanti di resistenza e dei relativi contesti/elementi genetici nei VGS, per i quali ad oggi sono disponibili poche informazioni. L'alta frequenza e la varietà degli elementi genetici riscontrati, rafforzano l’ipotesi che i VGS possano rappresentare un importante serbatoio di geni di resistenza per gli streptococchi più patogeni.

Determinanti, contesti, ed elementi genetici associati alla resistenza ai macrolidi e ad altri antibiotici in streptococchi di gruppo viridans / Tiberi, Erika. - (2015 Mar 17).

Determinanti, contesti, ed elementi genetici associati alla resistenza ai macrolidi e ad altri antibiotici in streptococchi di gruppo viridans.

Tiberi, Erika
2015-03-17

Abstract

Genetic determinants and elements associated with antibiotic resistance in viridans group streptococci. In humans, viridans group streptococci (VGS) are normal inhabitants of the upper respiratory tract, gastrointestinal tract and female genital tract. Though generally considered to have low pathogenic potential in immunocompetent individuals, VGS can nonetheless cause invasive disease. Current knowledge of the resistome of streptococci from the upper respiratory tract is fairly poor as regards VGS compared with the major pathogens. The present study addresses erythromycin, tetracycline and chloramphenicol resistance in VGS. The relevant genetic determinants, environments and elements were investigated in a collection of 263 VGS, identified at the species level, that recently have been isolated from throat swabs in central Italy. Although this type of information is available for major b-haemolytic streptococci and pneumococci, this is not true of VGS. Of the 263 VGS isolates, 148 (56.3%) were resistant to erythromycin, 72 (27.4%) to tetracycline and 7 (2.7%) to chloramphenicol. Of the 148 erythromycin-resistant VGS, 37 (25.0%) belonged to the cMLS and 111 (75.0%) to the M macrolide resistance phenotype (the iMLS phenotype was not detected). All cMLS isolates bore the target-site modification gene erm(B), either alone (n=28) or together with the efflux gene mef(E) (n=9). Other erm genes reported in other streptococcal species, were not detected. Of the M phenotype isolates, the vast majority (n=107) harboured mef(E), two carried mef(A) and one each carried mef(I) and mef(G). Tetracycline resistance was recorded in 72 VGS, including 61 erythromycin-resistant and 11 erythromycin-susceptible isolates. Of the tet determinants assayed, tet(M) was by far the most common, detected in 43 erythromycin-resistant (23 cMLS and 20 M) and 5 erythromycin-susceptible isolates. One isolate carried tet(O), but the tetracycline resistance determinant could not be identified in 23 isolates. tet(M) was also sought in erm(B)-positive tetracycline-susceptible VGS and was detected in two of them. Chloramphenicol resistance was recorded in seven VGS, including six erythromycin-resistant isolates belonging to the M phenotype and carrying the catQ gene, and one erythromycin-susceptible isolate carrying the catpC194 determinant. Moreover a number of variants of known genetic contexts and elements carrying determinants of resistance to these antibiotics were detected, including the mega element, ɸ10394.4, Tn2009, Tn2010, the IQ element, Tn917, Tn3872, Tn6002, Tn916, Tn5801, a tet(O) fragment from ICE2096-RD.2 and ICESp23FST81. These findings shed new light on the distribution of antibiotic resistance mechanisms and determinants and their genetic environments in VGS, for which very few such data are currently available. The high frequency and broad variety of such elements supports the notion that VGS may be important reservoirs of resistance genes for the more pathogenic streptococci.
17-mar-2015
Determinanti, contesti, ed elementi genetici associati alla resistenza ai macrolidi e ad altri antibiotici in streptococchi di gruppo viridans. Nell’uomo gli streptococchi di gruppo viridans (VGS) sono parte del microbiota delle vie aeree superiori, del tratto gastrointestinale e del tratto genitale femminile. I VGS, considerati a basso potenziale di patogenicità in soggetti sani, possono tuttavia rendersi responsabili, in particolari tipologie di paziente, di gravi malattie invasive. Obiettivi di questo lavoro sono stati: analizzare la diffusione delle resistenze ad eritromicina, cloramfenicolo e tetraciclina, e chiarire i meccanismi, i determinanti di resistenza e i relativi contesti/elementi genetici in una collezione di VGS recentemente isolati da tamponi faringei da laboratori del centro Italia. Infatti le attuali conoscenze sul resistoma streptococcico riguardano principalmente le specie più patogene e risultano alquanto limitate sui VGS. Dall'indagine svolta, sono stati rilevati: 98/263 VGS sensibili a tutti gli antibiotici testati, 148 isolati eritromicino-resistenti (56.3%), di cui 37 appartenenti al fenotipo cMLS e 111 appartenenti al fenotipo M; 72 isolati (27.4%) tetracyclino-resistenti e 7 (2.7%) cloramfenicolo-resistenti. L'analisi dei determinanti di resistenza ha evidenziato che tutti gli isolati cMLS portavano il gene erm(B), da solo (n=28) o associato al gene d'efflusso mef(E) (n=9). Non sono stati rilevati altri geni erm. Quasi tutti i ceppi di fenotipo M avevano mef(E) (n=107), 2 avevano mef(A) e 2 ceppi rispettivamente mef(I) e mef(G). La resistenza alla tetraciclina è stata evidenziata in 72 isolati VGS, di cui 61 Ery-R e 11 eritromicino-sensibili (Ery-S). Tra tutti i determinanti tet saggiati, tet(M) era di gran lunga il più comune ed era individuato in 43 ceppi Ery-R e in 5 isolati Ery-S. Un isolato aveva il gene tet(O), mentre in 23 isolati non era possibile identificare il determinante di resistenza alla tetraciclina. tet(M) è stato rilevato anche in 2 ceppi di VGS erm(B)-positivi e tetraciclino-sensibili (Tet-S). La resistenza al cloramfenicolo è stata evidenziata in 7 isolati VGS: 6 Ery-R e di fenotipo M possedevano il gene catQ, mentre un isolato Ery-S aveva il determinante catpC194. Per quanto concerne lo studio dei contesti/elementi genetici relativi ai determinanti di resistenza, accanto ad elementi genetici già descritti negli streptococchi (mega, Φ10394.4, Tn2009, Tn2010, elemento IQ, Tn917, Tn3872, Tn6002, Tn916, Tn5801, frammento contenente tet(O) di ICE2096-RD.2, e ICESp23FST81), sono state evidenziate nuove varianti di elementi già noti. Questi risultati mettono nuova luce sulla distribuzione delle antibiotico resistenze, dei determinanti di resistenza e dei relativi contesti/elementi genetici nei VGS, per i quali ad oggi sono disponibili poche informazioni. L'alta frequenza e la varietà degli elementi genetici riscontrati, rafforzano l’ipotesi che i VGS possano rappresentare un importante serbatoio di geni di resistenza per gli streptococchi più patogeni.
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