The genetic basis of gram-negative bacteria resistant to antimicrobials isolated from invasive infections in the Republic of Moldova

Abstract

Introduction. Despite the efforts made and measures taken to combat antimicrobial resistance, alarming levels of resistance in gram-negative bacteria continue to be reported on a global scale. The antimicrobial resistance mechanisms of these bacteria represent the main cause of therapeutic failures. Material and methods. A retrospective analysis of strains of E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa, and A. baumannii isolated from patients with invasive infections was conducted for the period 2020-2023. Screening for carbapenemase-producing strains was performed based on sensitivity to antimicrobial agents tested using the Vitek-2 compact automated system. Confirmation of resistance mechanisms was achieved through multiplex PCR molecular biology technique. Results. The analysis of the obtained data indicates high resistance among strains of K. pneumoniae to fluoroquinolones (77.2%), while the majority of E. coli strains were resistant to penicillins (53.5%). Concerningly, non-fermentative bacilli strains also present alarming figures, with over 60.0% of P. aeruginosa strains resistant to penicillins, cephalosporins, fluoroquinolones, carbapenems, and over 80.0% of A. baumannii strains resistant to all tested antimicrobial groups. The resistance enzyme OXA-48 was detected in 91.7% of K. pneumoniae strains and 15.6% of E. coli strains, while the blaNDM resistance gene was detected in 15.9% of P. aeruginosa isolates, and the blaOXA-23 gene was identified in 55.2% of A. baumannii isolates. Conclusions. The rapid identification of multi-drug resistant gram-negative bacilli ensures the success of therapy for infections caused by them, and monitoring resistance profiles is an essential step for subsequent actions to combat antimicrobial resistance.

Introducere. În pofida eforturilor depuse și măsurilor întreprinse în combaterea rezistenței la antimicrobiene, continuă să fie raportate, în context global, nivele îngrijorătoare de rezistență a bacteriilor gram-negative. Mecanismele de rezistență la antimicrobiene ale acestor bacterii reprezintă principala cauză a eșecurilor terapeutice. Material și metode. A fost efectuată analiza retrospectivă a tulpinilor de E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa și A. baumannii izolate de la pacienți cu infecții invazive, în perioada 2020-2023. Screeningul tulpinilor producătoare de carbapenemaze s-a efectuat în baza sensibilității la preparatele antimicrobiene testate prin sistemul automat Vitek-2 compact. Confirmarea mecanismelor de rezistență a fost realizată prin tehnica de biologie moleculară – PCR multiplex. Rezultate. Analiza datelor obținute denotă rezistență înaltă a tulpinilor de K. pneumoniae la fluorochinolone (77,2%), în timp ce cele mai multe tulpini de E. coli au fost rezistente la peniciline (53,5%). Motive de îngrijorare prezintă și tulpinile de bacili nonfermentativi cu peste 60,0% tulpini de P. aeruginosa rezistente la peniciline, cefalosporine, fluorochinolone, carbapeneme și peste 80,0% tulpini de A. baumannii rezistente la toate grupele de antimicrobiene testate. Enzima de rezistență OXA-48 a fost detectată la 91,7% tulpini de K. pneumoniae și 15,6% tulpini de E. coli, în timp ce la 15,9% izolate de P. aeruginosa a fost detectată gena de rezistență blaNDM, iar la 55,2% izolate de A. baumannii s-a identificat gena bla OXA23. Concluzii. Identificarea rapidă a bacililor gram-negativi multirezistenți asigură succesul terapiei infecțiilor determinate de acestea, iar monitorizarea profilurilor de rezistență este etapa esențială pentru acțiunile ulterioare de combatere a rezistenței la antimicrobiene.