Genomic characterization of NDM-1 and 5, and OXA-181 carbapenemases in uropathogenic Escherichia coli isolates from Riyadh, Saudi Arabia

Les infections des voies urinaires (IVU) associées à Escherichia coli constituent une menace croissante avec une augmentation de la prévalence des souches multirésistantes (MDR), en particulier des producteurs de ß-lactamase, à l'échelle mondiale. Nous avons étudié la présence de clones d'E. coli uropathogènes résistants aux carbapénèmes dans les infections urinaires acquises dans la communauté à Riyad, au Royaume d'Arabie saoudite (KSA), afin d'identifier les structures de virulence et de résistance des clones résistants et de relier les isolats à ceux circulant dans le monde. Une combinaison d'approches génomiques comparatives et phénotypiques a été utilisée pour caractériser dix isolats d'Escherichia coli neuropathogènes MDR récupérés chez des patients atteints d'infections urinaires à Riyad entre novembre 2014 et janvier 2015. Nous rapportons la présence de NDM-1 et 5, et d'OXA-181 dans des souches UPEC résistantes aux carbapénèmes de Riyad, KSA. Les analyses du polymorphisme d'un seul nucléotide ont démontré que ces dix isolats se divisaient en quatre clades phylogénétiquement distincts au sein de la phylogénie UPEC. Des analyses génomiques comparatives indiquent que ces divers clones pourraient être distingués en fonction de leur type de séquençage multilocus (MLST), de leur sérologie, de leur virulence et de leur architecture génique antimicrobienne. Ces clones comprennent les isolats porteurs de blaNDM-1 des types MDR ST131 et ST69 à prédominance mondiale, précédemment identifiés comme l'une des souches UPEC les plus courantes en Arabie saoudite. Ceci s'ajoute aux clones de ST23Cplx (ST410) et ST448Cplx (ST448) qui ont probablement évolué à partir de souches intestinales communes, portant des copies des gènes de la ß-lactamase, notamment blaNDM-5, blaCTX-M-15, blaTEM-1, blaCMY-42, blaOXA-1 et blaOXA-181. Ces données ont identifié un problème de santé publique émergent et soulignent la nécessité d'utiliser des approches globales pour détecter la structure des populations d'E. coli MDR associées aux infections urinaires acquises dans la communauté en Arabie saoudite.
Las infecciones del tracto urinario (ITU) asociadas con Escherichia coli son una amenaza creciente con un aumento en la prevalencia de cepas resistentes a múltiples fármacos (MDR), en particular los productores de ß-lactamasa, que se producen a nivel mundial. Investigamos la presencia de clones de E. coli uropatógenos resistentes a carbapenem en infecciones urinarias adquiridas en la comunidad en Riad, Reino de Arabia Saudita (KSA) para identificar las estructuras de virulencia y resistencia de los clones resistentes y relacionar los aislados con los que circulan a nivel mundial. Se utilizó una combinación de genómica comparativa y enfoques fenotípicos para caracterizar diez aislados de Escherichia coli uropatógena MDR recuperados de pacientes con ITU en Riad entre noviembre de 2014 y enero de 2015. Reportamos la presencia de NDM-1 y 5, y OXA-181 en cepas UPEC resistentes a carbapenem de Riad, KSA. Los análisis de polimorfismo de un solo nucleótido demostraron que estos diez aislados se dividían en cuatro clados filogenéticamente distintos dentro de la filogenia de la UPEC. Los análisis genómicos comparativos indican que estos clones diversos podrían distinguirse de acuerdo con su tipo de secuenciación multilocus (MLST), serología y arquitecturas de genes de virulencia y antimicrobianos. Estos clones incluyen los aislados portadores de blaNDM-1 de los tipos MDR ST131 y ST69 predominantes a nivel mundial, previamente identificados como una de las cepas UPEC más comunes en KSA. Esto se suma a los clones de ST23Cplx (ST410) y ST448Cplx (ST448) que probablemente han evolucionado a partir de cepas intestinales comunes, que portan copias de genes de ß-lactamasa que incluyen blaNDM-5, blaCTX-M-15, blaTEM-1, blaCMY-42, blaOXA-1 y blaOXA-181. Estos datos han identificado un problema emergente de salud pública y destacan la necesidad de utilizar enfoques integrales para detectar la estructura de las poblaciones de E. coli MDR asociadas con las infecciones urinarias adquiridas en la comunidad en KSA.
Urinary tract infections (UTIs) associated with Escherichia coli are a growing threat with an increase in the prevalence of multidrug resistant (MDR) strains, particularly ß-lactamase producers, occurring globally. We investigated the presence of carbapenem-resistant uropathogenic E. coli clones in community-acquired UTIs in Riyadh, Kingdom of Saudi Arabia (KSA) to identify the virulence and resistance structures of the resistant clones and relate the isolates to those circulating globally. A combination of comparative genomics and phenotypic approaches were used to characterize ten MDR-uropathogenic Escherichia coli isolates recovered from UTI patients in Riyadh between November 2014 and January 2015. We report the presence of NDM-1 and 5, and OXA-181 in carbapenem-resistant UPEC strains from Riyadh, KSA. Single nucleotide polymorphism analyses demonstrated that these ten isolates fell into four phylogenetically distinct clades within the UPEC phylogeny. Comparative genomic analyses indicate that these diverse clones could be distinguished according to their multilocus sequencing type (MLST), serology, and virulence and antimicrobial gene architectures. These clones include the blaNDM-1 carrying isolates of the globally predominant MDR ST131 and ST69 types, previously identified as one of the most common UPEC strains in KSA. This is in addition to clones of ST23Cplx (ST410) and ST448Cplx (ST448) that have likely evolved from common intestinal strains, carrying copies of ß-lactamase genes including blaNDM-5, blaCTX-M-15, blaTEM-1, blaCMY-42, blaOXA-1 and blaOXA-181. These data have identified an emerging public health concern and highlight the need to use comprehensive approaches to detect the structure of MDR E. coli populations associated with community-acquired UTIs in KSA.
تشكل التهابات المسالك البولية (UTIs) المرتبطة بالإشريكية القولونية تهديدًا متزايدًا مع زيادة انتشار سلالات مقاومة للأدوية المتعددة (MDR)، وخاصة منتجي ß - lactamase، التي تحدث على مستوى العالم. لقد حققنا في وجود مستنسخات الإشريكية القولونية المقاومة للكاربابينيم في التهابات المسالك البولية المكتسبة من المجتمع في الرياض، المملكة العربية السعودية (KSA) لتحديد هياكل الفوعة والمقاومة للمستنسخات المقاومة وربط العزلات بتلك المتداولة على مستوى العالم. تم استخدام مزيج من علم الجينوم المقارن والنهج الظاهري لتمييز عشرة من عزلات الإشريكية القولونية المسببة للأمراض العصبية MDR التي تم استردادها من مرضى التهاب المسالك البولية في الرياض بين نوفمبر 2014 ويناير 2015. نبلغ عن وجود NDM -1 و 5، و OXA -181 في سلالات UPEC المقاومة للكاربابينيم من الرياض، المملكة العربية السعودية. أظهرت تحليلات تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة أن هذه العزلات العشرة تقع في أربعة فروع متميزة وراثيًا داخل سلالة UPEC. تشير التحليلات الجينية المقارنة إلى أنه يمكن تمييز هذه الحيوانات المستنسخة المتنوعة وفقًا لنوع التسلسل متعدد البؤر (MLST) وعلم الأمصال والفوعة وبنى الجينات المضادة للميكروبات. تشمل هذه المستنسخات blaNDM -1 التي تحمل عزلات من أنواع MDR ST131 و ST69 السائدة عالميًا، والتي تم تحديدها سابقًا كواحدة من أكثر سلالات UPEC شيوعًا في المملكة العربية السعودية. هذا بالإضافة إلى استنساخ ST23Cplx (ST410) و ST448Cplx (ST448) التي من المحتمل أن تكون قد تطورت من سلالات معوية شائعة، تحمل نسخًا من جينات ß - lactamase بما في ذلك blaNDM -5 و blaCTX - M -15 و blaTEM -1 و blaCMY -42 و blaOXA -1 و blaOXA -181. حددت هذه البيانات مخاوف الصحة العامة الناشئة وسلطت الضوء على الحاجة إلى استخدام مناهج شاملة للكشف عن بنية مجموعات الإشريكية القولونية المقاومة للأدوية المتعددة المرتبطة بالتهابات المسالك البولية المكتسبة من المجتمع في المملكة العربية السعودية.