Nosocomial infections with metallo-beta-lactamaseproducing Pseudomonas aeruginosa: molecular epidemiology, risk factors, clinical features and outcomes

1. Nosocomial infections with metallo-beta-lactamase
producing Pseudomonas aeruginosa: molecular
epidemiology, risk factors, clinical features and
outcomes
A. Lucena, L.M. Dalla Costa, K.S. Nogueira, A.P. Matos,
A.C. Gales, M.C. Paganini f, M.E.S. Castro f, S.M. Raboni.
Journal of Hospital Infection

2. Laura Cristina Castrillón
Elizabeth Andrea García
Medicina, Tercer semestre
Docente: Lina María Martínez

3. INTRODUCTION

4. Nosocomial infection
•A hospital-acquired infection (HAI) is an infection whose
development is favored by a hospital environment, such as one
acquired by a patient during a hospital visit or one developing
among hospital staff
•According to WHO, including infections that would not have
said or were in the incubation period, that is acquired during
your stay and are not the cause of income

5. Nosocomial infection
•Are commonly transmitted when hospital officials become
complacent and personnel do not practice correct hygiene
regularly
•The drug-resistant Gram-negative bacteria, for the most part,
threaten only hospitalized patients whose immune systems are
weak.
•They can survive for a long time on surfaces in the hospital and
enter the body through wounds, catheters, and ventilators

6. Nosocomial infection
Pseudomona aeruginosa
Staphylococcus aureus

7. Nosocomial infection
Sterilization
Isolation
Handwashing
Gloves
Surface
sanitation
Antimicrobial
surfaces
Aprons

8. Pseudomona
• Some species synthesize
exopolysaccharides capsule
facilitating cell adhesion, biofilm
formation, and protects against
phagocytosis, antibody
complement or increasing their
pathogenicity
• 191 validly described species
• Rod-shaped
• Gram-negative
• One or more polar flagella,
providing motility
• Aerobic
• Non-spore forming
• Positive catalase test
• Positive oxidase test
• Metabolic diversity
• secretion of pyoverdine, a
fluorescent yellow-green sidephore

9. Pseudomona
•Most Pseudomonas are naturally resistant to penicillin and the majority of related
beta-lactam antibiotics
•This ability to thrive in harsh conditions is a result of their hardy cell wall that
contains porins.
•Their resistance to most antibiotics is attributed to efflux pumps, which pump out
some antibiotics before the antibiotics are able to act.
Scientific classification
Domain: Bacteria
Phylum: Proteobacteria
Class: Gammaproteobacteria
Order: Pseudomonadales
Family: Pseudomonadaceae
Genus: Pseudomonas

10. Pseudomona aeruginosa
Gram-negative, aerobic bacterium with unipolar
motility. It is an opportunistic human pathogen and
plant
Secretes a variety of pigments such as pyocyanin
(blue-green), fluorescein (fluorescent yellow-green)
and piorubina (brownish red).
Infects the pulmonary tract, urinary tract, tissues,
wounds, and also causes other blood infections
Is naturally resistant to a large number of different
families of antibiotics

11. Metallo β lactamases
•Metallo B lactamases are enzymes that are capable of hydrolyzing a
variety of B-lactam agents such as penicillins, cephalosporins and
carbapenems.
• They are transferable, the majority are in cassettes genes located on
integrons type 1 and causes in plasmids and transposons.

12. Metallo β lactamases
•Usually are associated with other
resistance genes located in the same
gene cassettes allowing you to have
multiple antibiotic resistance as: the
B-lactam (oxyimino cephalosporins,
cephamycins, carbapenems),
aminoglycosides and quinolones,
have varying sensitivity to aztreonam
•The acquired MBLs can be classified
into 4 groups according to molecular
structure are called IMP, VIM, GIM
and SPM.

13. Nosocomial
infections
Immune
vulnerability
Pseudomona
aeruginosa
Resistant
Metallo β
Lactamase

14. Main objective
To assess the molecular epidemiology, risk
factors and outcomes of nosocomial infections
caused by MBL-PA in a teaching hospital in
Southern Brazil.

15. MATERIALES Y MÉTODOS

16. Datos generales
De enero de 2001 a diciembre de 2008 142 cepas de P.
aeruginosa resistentes a carbapenems fueron aisladas de
muestras clínicas distintas de los pacientes hospitalizados.
Estos aislados fueron seleccionados para MBLs, y se
sometieron a PCR, secuenciación y electroforesis en gel de
campo pulsado (PFGE).

17. Cepas
Tomar las cepas
Prueba de
difusión de disco
Resistencia
completa o
incompleta
Almacenamiento
a -80º

18. Prueba de difusión de disco
•Estudio de sensibilidad a los antimicrobianos
•No requiere un material especial
•Permite el estudio de una gran diversidad de antimicrobianos
•Rutinaria
•Alta utilidad

19. Prueba de difusión de disco
1. Preparación del medio de cultivo
2. Preparación del inóculo
3. Inoculación de las placas de agar
4. Aplicación de los discos de antimicrobianos
5. Incubación de las placas (16-18 horas)
6. Lectura de las placas tras la incubación
7. Medida de los halos e interpretación de los resultados de
sensibilidad

20. Pruebas de susceptibilidad
•Pruebas bioquímicas convencionales (no especificadas)
•Método de dilución en agar
Imipenem
Meropenem
Piperacilina/Tazobactam
Ceftazidima
Ciprofloxacina
Gentamicina
Amikacina
Aztreonam
Cefepima
B polimixina
Cepa de control: P. aeruginosa
ATCC 27853

21. Método de dilución en agar
•Considerado el método de referencia
•Placas con una determinada concentración de un antibiótico son
inoculadas con el microorganismo en estudio y luego incubadas por 16 a
18 horas. Después de la incubación, se examina si el organismo crece o no
en cada una de las placas

22. Identificación de las MBLs
It is performed by agar diffusion using Mueller-Hinton plate inoculated
with a bacterial suspension adjusted to the pattern of a 0.5 McFarland
scale; placed thereon, standard load discs (30 mg) of cefotaxime,
ceftazidime, cefuroxime and aztreonam arranged at a distance of 25-30
mm disc of amoxicillin / clavulanate (20/10 mg). Synergy was considered
when an extension of the zone of inhibition for any of the
cephalosporins or aztreonam is observed.
Prueba de sinergia de doble disco

23. Identificación de las MBLs
Técnica de biología molecular, cuyo objetivo es obtener un gran número
de copias de un fragmento de ADN particular. Se fundamenta en la
propiedad natural de los ADN polimerasas para replicar hebras de ADN.
Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR)
Amplifica
fragmento de
DNA
Identificación
de virus y
bacterias

24. Identificación de las MBLs
•Clonación de ADN para la secuenciación
•Filogenia basada en ADN
•Análisis funcional de genes
•Diagnóstico de trastornos hereditarios
•Identificación de huellas genéticas
•Detección y diagnóstico de enfermedades infecciosas
Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR)

25. Electroforesis en gel de campo pulsado
Separar moléculas grandes de
DNA (hasta 10 Mb)
En este método, el DNA viaja a
través de un gel de agarosa
concentrado, bajo la influencia de
dos campos eléctricos. Los dos
ángulos de los campos eléctricos
se encuentran cerca a la
perpendicularidad, no son
uniformes en la intensidad de
campo y cambian de manera
alterna (pulsos).

26. Metallo β lactamases
Supone que en concentraciones
altas de agarosa y con tensiones
elevadas, las moléculas grandes
de DNA deben ser elongadas a lo
largo de la dirección del campo
eléctrico con el fin de penetrar a
través de los poros del gel.
Cuanto más grande sea la
molécula de DNA, mayor será el
tiempo para encontrar la nueva
orientación y la retención en el
gel

27. Estudio clínico
Estudio
retrospectivo
Factores de
riesgo
Estudio
clínico

28. Estudio clínico
Controles
Pacientes infectados con no-
MBL-PA
Casos
Pacientes infectados con
MBL-PA
Edad
Sexo
Enfermedades de base
Condiciones comórbidas
Sitio de la infección
Procedimiento quirúrgico anterior
Uso de dispositivos
Ventilación mecánica
Inmunosupresión
Uso previo de fármacos antimicrobianos

29. RESULTADOS

30. Análisis de resultados
Grupo de 99 cepas
87  SPM1
Tipo de MBL
Se clasificaron en 25
Subtipos
Patrones y dendrograma de Electroforesis en Gel de Campo
Pulsado (PFGE) de 142 cepas de Pseudomona aeruginosa
resistentes a carbapenem aisladas de pacientes de un hospital
de Brasil entre 2001- 2008

31. Análisis de resultados
71
56
A
Patrones y dendrograma de Electroforesis
en Gel de Campo Pulsado (PFGE)
Indicador Característica
Patrón de 8
- Mayor %
Dos líneas
constantes
-Las mas notorias
Patrones
diferentes de todo
el subtipo

32. Análisis de resultados
Indicador Característica
Nueva banda (vs subtipo A)
Desaparece (vs subtipo A
Diferente (A y B)
Patrón
Igual – anterior (constante A
y B)
28
15
13
Patrones y dendrograma de Electroforesis
en Gel de Campo Pulsado (PFGE)
B

33. Análisis uni y multivariado de factores de
riesgo por infección de MBL- PA
84 (59%)
58 (69%)
MBL-PA
57->bla SPM-1
1->bla IMP-1626 (31%)
Non MBL-PA

34. Análisis de resultados

35. Análisis de resultados

36. Análisis de resultados

37. Análisis de resultados

38. Análisis de resultados

39. DISCUSIÓN

40. Discusión
Authors What did they say? Agree Desagree
10. Hirakata Y, Yamaguchi T, Nakano
M, et al. 2003.
12. Zavascki AP, Barth AL,
Gaspareto PB, et al.2006.
Unlike other studies, antibiotic exposure was
not a risk factor in this study.
31. Gales AC, Menezes LC, Silbert S,
Sader HS. 2003.
The low sensitivity of MBL-PA to aztreonam can
be explained by the presence of different
mechanisms of resistance in P. aeruginosa.
33. Cornaglia G, Giamarellou H,
Rossolin GM. 2011.
Infection with MBL-producing bacteria often
occurs in patients with multiple comorbidities,
previous surgery and ICU admission.
12. Zavascki AP, Barth AL,
Gaspareto PB, et al. J .2006.
Zavascki et al. found that MBL-PA infection
resulted in a higher mortality ratethan non-
MBL-PA infection (51.2% vs 32.1%,
respectively).

41. CONCLUSIONES

42. Conclusiones
1. There are very specific bacterial strains associated to specific
places, especially in hospitals, where in a minimum area, there
are a lot immunosuppression people, this situation becomes this
problem in an institutional responsibility and a public health
issue. Investigate and search a possible solutions to avoid the
complication of patients and their spread in the community are
urgent issues.
2. For alternative measures of multiresistant infections spread be
effective, it is necessary the participation of institutions, but is
immediate have state laws for assure significant results.

43. Conclusiones
3. This kind of investigations confirm that bacterians can be an
invasive disease and alert about a problem, which should be manage
by each health institution like a futurure problem wich could be
prevent now.
4. Althoug bla SPM-1 gene was the most comun in patients, bla IMP-
1 and bla IPM-16 were found in one strain, it isnt a significant
outcome, but it is important for recognize that transmission is a topic
intra and extra clinical.

44. BIBLIOGRAFÍA

45. Bilbiografía
1. Pérez I Alfonso, García C Patricia, Poggi M Helena, Braun J Stephanie, Castillo V
Claudia, Román Juan Carlos et al . Presencia de metalo-ß-lactamasas en
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http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034988720080004000
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Propiedades y diferencias. Rev. Enfermedades infecciosas microbiología clínica.
Vol. 28. Núm. Septiembre 2010
4. https://www.seimc.org/contenidos/ccs/revisionestematicas/bacteriologia/kpbpe
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46. Bibliografía
5. http://www.cdc.gov/ncidod/dbmd/gss/publications/documents/Argentina-
LevelI/Manual_procedimientos.pdf Manual de procedimientos para la
determinación de la sensibilidad a los antimicrobianos en bacterias aisladas de
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octubre del año 2008. José Alberto Díaz Tello, Lima-Perú, 2008.
7. Pseudomonas aeruginosa: aportación al conocimiento de su estructura y al de los
mecanismos que contribuyen a su resistencia a los antimicrobianos. Lídia Ruiz
Martínez, Barcelona, Noviembre 2007.
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47. MAPAS CONCEPTUALES