Membrane permeability, a pivotal function involved in antibiotic resistance and virulence in Enterobacter aerogenes clinical isolates

Abstract

Imipenem-susceptible E. aerogenes isolates exhibiting extended spectrum β-lactamases, target mutations and a basal efflux expression, were identified in five patients. After imipenem treatment, imipenem-intermediate susceptible (IMI-I) or resistant (IMI-R) isolates emerged in these patients. Alteration in porin synthesis and increase in efflux expression were observed in the IMI-I isolates whereas complete loss of the porins, LPS alteration and efflux overexpression were observed in the IMI-R isolates. Bacterial virulence of the strains was investigated by the Caenorhabditis elegans model. The IMI-R isolates were shown to be significantly less virulent than the IMI-susceptible or IMI-I isolates. The pleiotropic membrane alteration and its associated fitness burden exhibited by E. aerogenes isolates influence their antibiotic resistance and their virulence behaviour. These findings highlight the balance between the low permeability-related resistance and virulence and their relationships with the treatment of resistant pathogens.

Antimicrobial Resistance and Virulence: a Successful or Deleterious Association in the Bacterial World?

“…Among Enterobacteriaceae and other Gram-negative rods, the involvement of the AcrAB-TolC efflux pump in antimicrobial resistance (including resistance to ␤-lactams, tigecycline, and others) and virulence has been extensively studied in species of clinical importance, including E. coli, K. pneumoniae, S. enterica serovar Typhimurium, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Vibrio cholerae, Francisella tularensis, Burkholderia pseudomallei, P. aeruginosa, Proteus mirabilis, and Brucella spp. (69)(70)(71)(72)(73)(74)(75)(76)(77)(78)(79)(80)(81)(82)(83)(84)(85), as well as nonpathogenic microorganisms such as Ralstonia solanacearum and Erwinia spp. among others (86,87).…”

Caracterização molecular dos mecanismos de resistência aos carbapenêmicos de isolados clínicos de Enterobacter aerogenes e Enterobacter cloacae

“…No entanto, E. aerogenes é o que vem se destacando como um importante patógeno nosocomial desde 1990, devido sua eficiente resposta adaptativa ao stress ambiental (25,26) . É uma das principais causas de IRAS em todo o mundo e um dos patógenos mais frequente descrito em infecções nosocomiais do trato respiratório e trato urinário de hospitais da Europa (7,27) .…”

“…Outro estudo, corroborou o papel da alteração da membrana externa na resistência aos carbapenêmicos em isolados de Enterobacter, os autores demonstraram a associação da alteração fisiológica da membrana externa de isolados de E. aerogenes decorrente da redução de LPS, perda da porina Omp35 e hiperexpressão de bomba de efluxo AcrABTolC, com resistência aos carbapenêmicos (26) .…”

“…ocorrer e está associado a alteração de proteínas da membrana externa, como as porinas OMP35 e OMP36, e ou expressão de bomba de efluxo (26,116) . e >8µg/mL para Imipenem, 8µg/mL e >8µg/mL para Meropenem, >8µg/mL e >16µg/mL Ertapenem, >16µg/mL e >16µg/mL para Cefepima, Polimixina B ≤1µg/mL e ≤1µg/mL e Tigeciclina 0,25µg/mL e 0,5µg/mL (134) µg/mL para Meropenem e ≥128 µg/mL para Ertapenem.…”

“…Em 2005, Thiolas observa a mesma diminuição da porina OMP 36 em isolados resistentes a Imipenem e colistina como também o aumento do componente da bomba de efluxo AcrA em isolados resistentes ao Imipenem (29) . Já nos isolados resistentes foram detectadas perda completa de porinas (OMP35 e OMP36), LPS e alteração na surper expressão da bomba de efluxo AcrA e TolC (26) . (116) .…”