[cat] P. aeruginosa és intrínsecament resistent a molts antimicrobians, podent generar
majors nivells de resistència mitjançant l’adquisició de mutacions i de determinants de
resistència per transferència horitzontal, com per exemple b-lactamases. Per això, tot i
que encara es desconeixen els mecanismes de resistència a aquests tractaments, la
combinació d’antimicrobians clàssics amb composts que incrementen la sensibilitat
bacteriana constitueix una valuosa eina terapèutica en adició als, escassos, nous
antibiòtics com el ceftolozano, que pareix ser estable contra els mecanismes de
resistència dirigits per mutació més comuns, i que determinaria una passa enrere en la
lluita contra la resistència a b-lactàmics.
P. aeruginosa presenta una estructura poblacional no clònica, amb la majoria d’aïllats
representats per un únic genotip i alguns clons particularment comuns entre els aïllats
multiresistents, àmpliament disseminats a nivell mundial, els quals s’han anomenat
clons d’alt risc (HRC – High Risk Clones), que presenten combinacions de diferents
mecanismes de resistència que expliquen el seu gran èxit. Entre els principals clons
HRC internacionals presents a Espanya, trobem el clon ST175, del que encara hi ha
escassa informació i del que es desconeixen els mecanismes de resistència que han
propiciat el seu èxit.
Per tot això, els objectius d’aquesta tesi son analitzar la prevalència i impacte dels
mecanismes de resistència més comuns a P. aeruginosa causant de bacterièmies, així
com la seva potencial associació amb perfils de multiresistència, realitzant una anàlisi
genètica detallada dels marcadors epidemiològics i de resistència de P. aeruginosa
multiresistents causants d’infeccions a diferents hospitals espanyols, aplicant
tècniques de seqüenciació massiva a l’anàlisi de la filogènia i l’estudi del resistoma del
clon d’alt risc ST175. Un altre objectiu important es desxifrar les trajectòries evolutives
que condueixen a la resistència d’alt nivell a diferents antipseudomònics, incloent
l’efecte sobre la virulència i el cost biològic, també baix l’impacte del fenotip
hipermutador, a l’igual que realitzar una anàlisi comparativa de les dinàmiques i els
mecanismes del desenvolupament de resistència al ceftolozano-tazobactam en
comparació amb altres antipseudomònics clàssics
A partir de l’estudi multicèntric, amb més de 600 aïllats productors de bacterièmies, en
el que participaren 10 hospitals espanyols, s’observà que la hiperexpressió d’ampC
era el mecanisme més prevalent, seguida per la hiperexpressió de bombes d’expulsió
mexXY-oprM i mexAB-oprM. S’observà a més, que el 1% del total d’aïllats, els quals
representaven el 4% dels aïllats resistents a imipenem, presentaven
carbapenemasses, cosa que significà un increment de 10 vegades respecte del
percentatge reflexat a un estudi multicèntric realitzat a Espanya 5 anys abans,
augment que s’ha mantingut arribant-se a documentar prevalències de producció de
carbapenemasses del 21% de les soques multiresistents (MDR) en estudis recents.
Així, la presència de soques multiresistents, que redueixen les opcions de tractament i
augmenten per tant el risc d’una teràpia inadequada i entre les quals es troben clons
d’alt risc com el ST175, posa de manifest la necessitat de conèixer la seva possible
associació amb un perfil de resistència i/o virulència específic, la qual cosa podria tenir
un gran impacte en el desenllaç d’una infecció per P. aeruginosa.
Mitjançant una anàlisi detallada, que inclogué l’ús de tècniques de seqüenciació de
genoma complet, determinàrem els marcadors genètics de la resistència antibiòtica
dels aïllats del seqüenciotip ST175. Tots els aïllats, excepte aquell sensible a
ceftazidima, mostraren hiperexpressió d’ampC causada per una nova mutació a AmpR
(G154R) i la resistència a carbapenems correlacionà bé amb la inactivació de oprD.
Resum de la tesi
7
Emergiren mutacions a ftsI (PBP3) de forma independent a tres aïllats del ST175,
suggerint que la PBP3 es troba sota pressió mutacional, i que l’aïllat que mostrà una
substitució a PBP1b, localitzada a un residu molt conservat, presenta major resistència
en general a cefalosporines, penicil·lines i monobactàmics. A més, tots els aïllats
mostraren la mutació a MexZ (G195E) responsable de la hiperproducció de MexXY i,
de forma addicional, alguns aïllats mostraren una substitució a mexX que pareix
afectar al perfil de sustrats. A més, un dels aïllats mostrà una mutació inactivant a
mexA associada a la hipersensibilitat a la majoria dels b-lactàmics. Tots els aïllats
espanyols mostraren una major resistència a quinolones relacionada amb la presència
d’una mutació (D87N) addicional a les mutacions clàssiques a GyrA (T83I). A més, tots
els aïllats presentaren un integró de classe 1 portador del gen aadB responsable de la
resistència a gentamicina i tobramicina, i sensibilitat a amikacina i ,exceptuant els
aïllats procedents de Cantabria, tots els aïllats espanyols presentaren una mutació a
GlpT (L211P) relacionada amb la resistència a fosfomicina.
Amb la finalitat de desxifrar les trajectòries evolutives que condueixen a una
resistència d’alt nivell a agents antipseudomònics de diferents classes, tant clàssics
com nous composts tals el ceftolozano, emprarem l’anàlisi de la seqüenciació de
genomes complets en mutants seleccionats després de l’exposició seqüencial a
concentracions cada vegada majors d’antibiòtics durant 7 dies.
Els mutants seleccionats per exposició a ciprofloxacino mostraren mutacions a les
Regions Determinants de Resistència a Quinolones (QRDR) i hiperexpressaren
bombes d’expulsió. És destacable que, a més de les mutacions clàssiques a GyrA i
ParC, es va trobar una substitució no descrita a GyrA (E153K).
El desenvolupament de resistència d’alt nivell a ceftazidime ocorregué fàcilment a la
soca salvatge PAO1, essent inclús més ràpida a la soca hipermutadora PAOMS,
mentre que va ocórrer de forma molt més lenta i assolint nivells menors després de 7
dies d’exposició, en el cas dels derivats de PAOAC (mutant deficient en ampC) i
PAOAG (mutant deficient en ampG), ambdós incapaços de la producció, o inducció, de
la cefalosporinassa cromosòmica AmpC. Contràriament, el desenvolupament de
resistència va ser més lent pel ceftolozano/tazobactam, arribant sols a 8xCMI després
dels 7 dies d’exposició. El primer pas del desenvolupament de la resistència a
ceftolozano/tazobactam fou molt limitat, inclús per la soca hipermutadora, amb
concentracions que assoliren sols 1xCMI després del primer dia.
Els nivells de resistència dels mutants derivats de PAO1 i PAOMS foren resultat de la
hiperexpressió de la cefalosporinassa cromosòmica AmpC, deguda a mutacions en els
enzims de la via de reciclatge del pèptidglic DacB (PBP4), AmpD i/o AmpR. En canvi,
com era d’esperar, no es trobaren mutacions en gens involucrats en la regulació
d’ampC als derivats de PAOAC ni de PAOAG, la qual cosa revelà un repertori
alternatiu de mutacions de resistència. S’observaren grans delecions de gens
cromosòmics, junt amb mutacions que condueixen a la modificació de dianes dels b-
lactàmics i/o a la hiperproducció o modificació estructural de la bomba d’expulsió
MexAB-OprM, com a primer pas del desenvolupament de la resistència a b-lactàmics
independent de la producció de b-lactamasses. Fou particularment interessant la
detecció de mutacions a la PBP3, que també es documentaren en la selecció de
mutants per exposició in vitro a meropenem.
Tots els mutants seleccionats després de l’exposició a meropenem mostraren
mutacions inactivants d’oprD, a més de mutacions a mexR o nalD, resultants en la
hiperproducció de MexAB-OprM i sensibilitat reduïda a b-lactàmics i quinolones. Així
Resum de la tesi
doncs, l’exposició a meropenem seleccionà perfils de multiresistència i els resultats
indicaren que la PBP3 és una, inesperada, diana principal pel desenvolupament de
resistència a meropenem.
Els mutants de PAO1 seleccionats per exposició a ceftolozano/tazobactam assoliren
solament resistència moderada després de 7 dies d’exposició i, tot i que mostraren un
petit nombre de mutacions, es va revelar un gran nombre de gens amb expressió
modificada, no obstant cap de les mutacions o canvis d’expressió estaven directament
relacionats amb els mecanismes de resistència clàssics suggerint que la resistència
moderada a ceftolozano/tazobactam a PAO1 resulta de mutacions no específiques
amb efectes pleiotròpics globals i un important cost biològic.
Els mutants de PAOMS amb resistència d’alt nivell a ceftolozano/tazobactam sempre
van incloure la hiperproducció d’AmpC, i presentaren d’una a quatre mutacions a
residus conservats d’AmpC, que incrementen les CMIs de ceftolozano/tazobactam i
ceftazidima, però les redueixen per piperacilina/tazobactam i imipenem.
En general, l’impacte a l’eficiència biològica fou significativament menor per
ceftazidima que per ciprofloxacino i meropenem, i molt menor als mutants de PAOMS
que als mutants de PAO1.
El treball presentat suposa un gran avanç en el coneixement dels marcadors genètics
de la resistència dels aïllats del clon ST175 de P. aeruginosa, que podria resultar molt
útil pel desenvolupament d’estratègies per a la detecció d’infeccions produïdes per
aquest clon, així com també a les trajectòries evolutives del desenvolupament de
resistència de P. aeruginosa tant a nous composts antipseudomònics o combinacions,
la qual cosa pot ser d’utilitat a l’hora de dissenyar estratègies pel tractament de les
infeccions per P. aeruginosa.
[spa] P. aeruginosa es intrínsecamente resistente a muchos antimicrobianos, pudiendo
generar mayores niveles de resistencia debido a la adquisición de mutaciones y de
determinantes de resistencia por transferencia horizontal, como por ejemplo b-
lactamasas. Por ello, y aunque aún se desconocen los mecanismos de resistencia a
estos tratamientos, la combinación de antimicrobianos clásicos con compuestos que
incrementen la sensibilidad bacteriana constituye una valiosa herramienta terapéutica
en adición a los, escasos, nuevos antibióticos como el ceftolozano, que parece ser
estable contra los mecanismos de resistencia dirigidos por mutación más comunes y
que determinarían un paso atrás en la lucha contra la resistencia a b-lactámicos.
P. aeruginosa presenta una estructura poblacional no clónica, con la mayoría de
aislados representados por un único genotipo, y con algunos clones particularmente
comunes entre los aislados multirresistentes, ampliamente diseminados a nivel
mundial, los cuales han sido llamados clones de alto riesgo (HRC – High Risk Clones),
que presentan combinaciones de diferentes mecanismos de resistencia que explican
su gran éxito. Entre los principales clones HRC internacionales presentes en España,
encontramos el clon ST175, del que aún hay escasa información y del que se
desconocen los mecanismos de resistencia que han propiciado su éxito.
Por todo ello, los objetivos de esta tesis son analizar la prevalencia e impacto de los
mecanismos de resistencia más comunes de P. aeruginosa causante de bacteriemia,
así como su potencial asociación con perfiles de multirresistencia, realizando un
análisis genético detallado de los marcadores epidemiológicos y de resistencia de P.
aeruginosa multirresistentes causantes de infecciones en diferentes hospitales
Españoles, aplicando técnicas de secuenciación masiva al análisis de la filogenia y el
estudio del resistoma de los clones de alto riesgo ST175. Otro objetivo importante es
descifrar las trayectorias evolutivas que conducen a la resistencia de alto nivel a
diferentes antipseudomónicos, incluyendo el efecto sobre la virulencia y el coste
biológico también bajo el impacto del fenotipo hipermutador, al igual que realizar un
análisis comparativo de las dinámicas y los mecanismos del desarrollo de resistencia
al ceftolozano-tazobactam en comparación con antipseudomónicos clásicos.
A partir del estudio multicéntrico, con más de 600 aislados productores de
bacteriemias, en el que participaron 10 hospitales españoles, se observó que la
hiperepresión de ampC era mecanismo más prevalente, seguido de la hiperexpresión
de bombas de expulsión mexXY-oprM y mexAB-oprM. Se observó además que el 1%
del total de aislados, que representaba el 4% de los aislados resistentes a imipenem,
presentaban carbapenemasas, lo que significó un incremento de 10 veces respecto
del porcentaje reflejado en un estudio multicéntrico realizado en España 5 años antes,
aumento que se ha mantenido llegandose a documentar prevalencias de producción
de carbapenemasas del 21% de las cepas multirresistentes (MDR) en estudios
recientes.
Así pues la presencia de cepas multirresistentes, que reducen las opciones de
tratamiento y aumentan por tanto el riesgo de una terapia inadecuada, entre las cuales
se encuentran clones de alto riesgo como el ST175, pone de manifiesto la necesidad
de conocer su posible asociación con un perfil de resistencia y/o virulencia específicos,
lo cual podría tener un gran impacto en el desenlace de una infección por P.
aeruginosa.
Mediante un detallado análisis, que incluyó la utilización de técnicas de secuenciación
de genoma completo, determinamos los marcadores genéticos de la resistencia
antibiótica de los aislados del secuenciotipo ST175. Todos los aislados estudiados
Resumen de la tesis
10
excepto aquel sensible a ceftazidima, mostraron hiperexpresión de ampC, causada por
una nueva mutación en AmpR (G154R), y la resistencia a carbapenems correlacionó
bien con la inactivación de oprD. Emergieron mutaciones en ftsI (PBP3) de forma
independiente en tres aislados del ST175, sugiriendo que la PBP3 se encuentra bajo
presión mutacional, y el aislado que mostró una sustitución en PBP1b, localizada en
un residuo muy conservado, presenta mayor resistencia en general a cefalosporinas,
penicilinas y monobactámicos. Además, todos los aislados mostraron la mutación en
MexZ (G195E), responsable de la hiperproducción de MexXY y, de forma adicional,
algunos aislados mostraron una sustitucion en mexX que parece afectar al perfil de
sustratos. Además, uno de los aislados mostró una mutación inactivante en mexA
asociada a la hipersensibilidad a la mayoría de los b-lactámicos. Todos los aislados
españoles mostraron una mayor resistencia a quinolonas relacionada con la presencia
de una mutación (D87N) adicional a las mutaciones clásicas en GyrA (T83I). Además,
todos los aislados presentaron un integrón de clase 1 portador del gen aadB,
responsable de la resistencia a gentamicina y tobramicina, y sensibilidad a amikacina
y, exceptuando los aislados procedentes de Cantabria, todos los aislados españoles
presentaron una mutación en GlpT (L211P) relacionada con la resistencia a
fosfomicina.
Con el fin de descifrar las trayectorias evolutivas que conducen a una resistencia de
alto nivel a agentes antipseudomónicos de diferentes clases, tanto clásicos como
nuevos compuestos tales como el ceftolozano, usamos el análisis de la secuenciación
de genomas completos en mutantes seleccionados tras la exposición secuencial a
concentraciones cada vez mayores de antibióticos durante 7 días.
Los mutantes seleccionados por exposición a ciprofloxacino mostraron mutaciones en
las Regiones Determinantes de Resistencia a Quinolonas (QRDR) e hiperexpresaron
bombas de expulsión. Es destacable que, además de las mutaciones clásicas en GyrA
y ParC, se encontró una sustitución no descrita previamente en GyrA (E153K).
El desarrollo de resistencia de alto nivel a ceftazidima ocurrió fácilmente en la cepa
salvaje PAO1, siendo incluso más rápida en la cepa hipermutadora PAOMS, mientras
que ocurrió de forma mucho más lenta y alcanzando niveles menores tras los 7 días
de exposición, en el caso de los derivados de PAOAC (mutante deficiente en ampC) y
PAOAG (mutante deficiente en ampG), ambos incapaces de la producción, o
inducción, de la cefalosporinasa cromosómica AmpC. Por el contrario, el desarrollo de
resistencia fue mucho más lento para el ceftolozano/tazobactam, llegando solo a
8xCMI después de los 7 días de exposición. El primer paso del desarrollo de la
resistencia a ceftolozano/tazobactam fue muy limitado, incluso para la cepa
hipermutadora, con concentraciones que alcanzaron solo 1xCMI después del primer
día.
Los niveles de resistencia de los mutantes derivados de PAO1 y PAOMS fueron
resultado de la hiperexpresión de la cefalosporinasa cromosómica AmpC, debida a
mutaciones en los enzimas de la vía de reciclaje del péptidoglicano DacB (PBP4),
AmpD y/o AmpR. En cambio, como era de esperar, no se encontraron mutaciones en
genes involucrados en la regulación de ampC en los derivados de PAOAC ni de
PAOAG, lo que reveló un repertorio alternativo de mutaciones de resistencia. Se
observaron grandes deleciones de genes cromosómicos, junto con mutaciones que
conducen a la modificación de dianas de los b-lactámicos y/o a la hiperproducción o
modificación estructural de la bomba de expulsión MexAB-OprM, como primer paso
del desarrollo de la resistencia a b-lactámicos independiente de la producción de b-
lactamasas. Fue particularmente interesante la detección de mutaciones en la PBP3,
Resumen de la tesis
11
que también se documentaron en la selección de mutantes por exposición in vitro a
meropenem.
Todos los mutantes seleccionados tras la exposición a meropenem mostraron
mutaciones inactivantes de oprD, además de mutaciones en mexR o nalD, resultantes
en la hiperproducción de MexAB-OprM y sensibilidad reducida a b-lactámicos y
quinolonas. Así pues, la exposición a meropenem seleccionó perfiles de
multirresistencia y los resultados indicaron que la PBP3 es una, inesperada, diana
principal para el desarrollo de resistencia a meropenem.
Los mutantes de PAO1 seleccionados por exposición a ceftolozano/tazobactam
alcanzaron solamente resistencia moderada después de 7 días de exposición y,
aunque mostraron un pequeño número de mutaciones, se reveló un gran número de
genes con expresión modificada, sin embargo ninguna de las mutaciones o cambios
de expresión estaban directamente relacionados con los mecanismos de resistencia
clásicos sugiriendo que la resistencia moderada a ceftolozano/tazobactam en PAO1
resulta de mutaciones no específicas con efectos pleiotropicos globales y un
importante coste biológico.
Los mutantes de PAOMS con resistencia de alto nivel a ceftolozano/tazobactam
siempre incluyeron hiperproducción de AmpC, y presentaron de una a cuatro
mutaciones en residuos conservados de AmpC, que incrementan las CMIs de
ceftolozano/tazobactam y ceftazidima, pero las reducen para piperacilina/tazobactam e
imipenem.
En general, el impacto en la eficacia biológica fue significantemente menor para
ceftazidima que para ciprofloxacino y meropenem, y mucho menor para los mutantes
de PAOMS que para los mutantes de PAO1.
El trabajo presentado supone un gran avance en el conocimiento de los marcadores
genéticos de la resistencia en aislados del clon ST175 de P. aeruginosa, que podría
resultar muy útil para el desarrollo de estrategias para la detección de infecciones
producidas por el mismo, así como también en las trayectorias evolutivas del
desarrollo de resistencia de P. aeruginosa tanto a nuevos compuestos
antipseudomónicos o combinaciones, lo que puede ser de utilidad a la hora de diseñar
estrategias para el tratamiento de las infecciones por P. aeruginosa.
[eng] P. aeruginosa is intrinsically resistant to many antimicrobials, being able to achieve
higher resistance levels due to acquisition of mutations and horizontally transferred
resistance determinants, as b-lactamases. So, and although resistance mechanisms to
these treatments are unknown, combination of classic antimicrobials with compouds
that increase bacterial susceptibility represent a valuable therapeutic tool in addition to
the, scarce, new antibiotics like ceftolozane, what seems to be stable against most
common mutation driven resistance mechanisms, and would determine a step back in
the fight against b-lactam resistance.
P. aeruginosa has a non-clonal population structure, with most of the isolates
represented by an unique genotype, and some clones, remarkably distributed among
multiresistant isolates worldwide distributed, known as high-risk clones (HRC), and
showing different resistance mechanisms combinations what explain their success.
Among the main international HRC, ST175 clone, widely distributed in multiple
European countries and we have scarce information about his resistance mechanisms
or if these are shared among different lineages.
Thus, objectives of this thesis are to analyse the prevalence and impact of the most
common resistance mechanisms of bacteraemia P. aeruginosa isolates and its
potential association with multiresistant profiles, through a detailed genetic analysis of
epidemiological and resistance markers of multi-drug resistant P. aeruginosa isolates
causing infections in Hospitals from different Spanish regions, applying whole genome
sequencing techniques to ST175 HRC phylogenetic analysis and resistome study.
Another important objective is to decipher the evolutionary paths leading to a high level
resistance to different antipseudomonal agents, including the effect on virulence and
fitness, also under impact of hypermutator phenotype, and a comparative analysis of
dynamics and in vitro resistance mechanisms development to ceftolozane-tazobactam
in comparison with other classic antipseudomonic agents.
From the multicentric study, with more than 600 bacteraemia producing isolates, that
involved 10 Spanish hospitals, hyperexpression of ampC was the most prevalent
mechanism, followed by hyperexpression of mexXY-oprM and mexAB-oprM efflux
pumps. Carbapenemase production was observed for 1% of isolates, representing 4%
of imipenem resistant isolates, what imply an 10-fold increment from carbapenemase
production observed in a multicentric study performed in Spain 5 years ago, increment
that has been held, as a prevalence of 21% for carbapenemase production among
multi-drug resistant (MDR) strains has been described in recent studies.
So, multi-drug resistant strains, what lessen the treatment options and therefore risen
the risk of an unadequate therapy, among which are HRC as ST175, makes clear the
need to know its potential association with an specific resistance and/or virulence
profile, what could have a high impact in the P. aeruginosa infection outcome.
Through a detailed analysis, that included using whole genome sequencing technics,
we determined the genetical markers of antibiotic resistance for isolates of ST175
sequencetype. All studied isolates, except that one susceptible to ceftazidime, showed
ampC hyperexpression, caused by a novel mutation in AmpR (G154R), and
carbapenem resistance correlated well with oprD inactivation. ftsI (PBP3) mutations
emerged independently in three ST175 isolates, suggesting that PBP3 is under
mutational pressure, and the isolate with a substitution in PBP1b, located in a very
conserved residue, exhibits a higher resistance to cephalosporins, penicillins and
monobactams. Furthermore, all isolates showed a mutation in MexZ (G195E),
responsible for MexXY hyperproduction and, in addition, some isolates presented a
Abstract
13
substitution in mexX what seems to affect the substrate profile. Moreover, one isolate
showed an inactivating mutation in mexA associated with hypersusceptibility to most b-
lactams. All Spanish isolates showed higher quinolone resistance due to the presence
of a additional mutation (D87N) to the classic mutations in GyrA (T83I). Also, all
isolates presented a class 1 integron harbouring an aadB gene, responsible for
gentamicin and tobramycin resistance, and amikacin susceptibility and, except for
those isolates from Cantabrian region, all Spanish isolates showed a mutation in GlpT
(L211P), related to phoshpomycin resistance.
In order to decipher the evolutionary paths leading to a high level resistance to different
class of antipseudomonal agents of different classes, both classic and new compounds
like ceftolozane, we used whole genome sequencing analysis in mutants selected after
7-days sequential exposure to higher concentration of antibiotic.
Mutants selected upon ciprofloxacin exposure showed mutations in Quinolone
Resistance Determinant Regions (QRDR) and hyperexpressed efflux pumps. Specially
noteworthy was to found a novel substitution in GyrA (E153K), in addition to classic
mutations in GyrA and ParC.
High level ceftazidime resistance development occurred easily in wildtype strain PAO1,
being even faster in hypermutator strain PAOMS, while was slower and reaching a
lower levels after 7 days exposure, for mutants derivates from PAOAC (ampC deficient
mutant) and PAOAG (ampG deficient mutant), both incapables of chromosomal
cephalosporinase ampC production, or induction. On the contrary,
ceftolozane/tazobactam resistance development was much slower, reaching only
8xMIC after 7 days exposure. First step of ceftolozane/tazobactam resistance
development was very limited, even for hypermutator strain, reaching only 1xMIC
concentrations after the first day.
Resistance levels of PAO1 and PAOMS derivative mutants were result of
hyperexpression of chromosomal cephalosporinase AmpC, due tu mutations in
peptidoglycan recycle path enzymes as DacB (PBP4), AmpD and/or AmpR. On
contrary, as expected, we don’t find mutations in ampC regulator genes for PAOAC nor
PAOAG derivatives, what revealed an alternative resistance mutations repertoire. Huge
deletions of chromosomal genes were observed, toghether with mutations leading to b-
lactam targets modification and/or hyperproduction or structural modification of MexABOprM
efflux pump as a first step of b-lactam resistance development independent of b-
lactamase production. Detection of PBP3 mutations, also documented in mutants
selected by in vitro exposure to meropenem, was particularly interesting.
All mutants selected upon meropenem exposure showed inactivating mutations in
oprD, in addition to mutations in mexR or nalD, resulting in hyperproduction of MexABOprM
and reduced susceptibility to b-lactams and quinolones. Thus, meropenem
exposure selected multi-drug resistant profiles and results indicated that PBP3 is an,
unexpected, main targetfor meropenem resistance development.
PAO1 mutants selected by ceftolozane/tazobactam exposure reached only moderate
resistance after 7 days exposure and, although showed a little amount of mutations, a
high number of genes with modified expression was revealed, however none of the
mutations nor expression modifications were directly related to classic resistance
mechanisms, suggesting the ceftolozane/tazobactam moderate resistance in PAO1
emerges from non specific mutations with global pleiotropic effects and a major fitness
cost.
Abstract
14
High level ceftolozane/tazobactam resistant PAOMS mutants always included AmpC
hyperproduction, and showed up to 4 mutations in conserved AmpC residues, what
increase ceftolozane/tazobactam and ceftazidime MICs, but decrease those of
piperacillin/tazobactam and imipenem.
Overall, fitness impact was significantly lower for ceftazidime than for ciprofloxacin and
meropenem, and much lower for PAOMS mutatns than for PAO1 ones.
This work means a great progress in the knowledge of genetic markers of resistance in
P. aeruginosa ST175 clone isolates, what could be very useful for developing
strategies to detect infections produced by ST175 clone, and also deepens the
understanding of evolutory trajectories of P. aeruginosa resistance development to
both new antipseudomonic compounds as well combinations, what could be useful to
design strategies for the treatment of P. aeruginosa infections.