Molecular characterization of KPC-producing Klebsiella pneumoniae isolated from patients in a Public Hospital in Caracas, Venezuela

Abstract

Introduction

Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)-producing bacteria are amongst the most important causative agents of nosocomial infections worldwide. Isolates of this bacterium have been identified in Venezuela but little is known about their local spread. The aim of this study was to perform the molecular characterization of KPC-producing strains isolated from 2012 to 2013 in a public hospital in Caracas, Venezuela.

Methods

Twenty-two K. pneumoniae clinical isolates phenotypically classified as KPC producing were subjected to PCR screening for the presence of bla_KPC genes and their location within transposon Tn4401. The bla_KPC PCR product was sequenced to identify the KPC alleles. Genotypic analysis was performed by means of repetitive extragenic palindromic PCR (rep-PCR) and Multi Locus Sequence Typing (MLST). Finally, conjugation and electroporation assays were used to determine whether the bla_KPC genes were found in plasmids.

Results

All isolates contained the bla_KPC-2 variant, and 21 of the 22 were associated with the Tn4401b isoform. The strains were distributed in 8 sequence types (ST), three of which were new. Conjugation and electroporation assays indicated that 95.5% (n = 21/22) of the isolates contained the bla_KPC gene in plasmids.

Conclusions

This study on circulating bacterial strains and the identification of KPC alleles may help to understand the routes of dissemination and control their spread within this hospital.

Resumen

Introducción

Klebsiella pneumoniae productora de carbapenemasas tipo KPC es uno de los principales agentes causantes de infecciones nosocomiales a nivel mundial. En Venezuela se han identificado aislados de esta bacteria, sin embargo, se conoce poco sobre su dispersión. El objetivo de este estudio fue realizar la caracterización molecular de aislados de K. pneumoniae productores de KPC provenientes de un hospital público en Caracas, Venezuela, durante los años 2012 y 2013.

Métodos

Se analizaron 22 aislados de K. pneumoniae clasificados fenotípicamente como productores de KPC, se les realizó la detección del gen bla_KPC así como su ubicación en el transposón Tn4401 mediante PCR. El producto de PCR del gen bla_KPC se secuenció para identificar los alelos circulantes. El análisis genotípico se realizó empleando las técnicas de amplificación por PCR de las secuencias repetidas extragénicas palindrómicas (rep-PCR) y la secuenciación de múltiples loci (MLST). Mediante ensayos de conjugación o electroporación, se determinó si los genes bla_KPC se encontraban en plásmidos.

Resultados

Los 22 aislados contenían una variante del gen bla_KPC-2 pero 21 de ellos estaban asociados a la isoforma Tn4401b y se distribuyeron en 8 secuencias tipo (ST), siendo tres de ellas nuevas. Los ensayos de conjugación y electroporación indicaron que el 95,5% (n = 21/22) de los aislados portaban al gen bla_KPC en plásmidos.

Conclusión

El estudio de aislados clínicos circulantes así como la identificación de los alelos del gen bla_KPC podría ayudar a conocer las rutas de diseminación y a controlar su propagación en este hospital.