The evolutionary mechanism of non-carbapenemase carbapenem-resistant phenotypes in Klebsiella spp
Notice bibliographique
Résumé
Antibiotic resistance is driven by selection, but the degree to which a bacterial strain’s evolutionary history shapes the mechanism and strength of resistance remains an open question. Here, we reconstruct the genetic and evolutionary mechanisms of carbapenem resistance in a clinical isolate of Klebsiella quasipneumoniae . A combination of short- and long-read sequencing, machine learning, and genetic and enzymatic analyses established that this carbapenem-resistant strain carries no carbapenemase-encoding genes. Genetic reconstruction of the resistance phenotype confirmed that two distinct genetic loci are necessary in order for the strain to acquire carbapenem resistance. Experimental evolution of the carbapenem-resistant strains in growth conditions without the antibiotic revealed that both loci confer a significant cost and are readily lost by de novo mutations resulting in the rapid evolution of a carbapenem-sensitive phenotype. To explain how carbapenem resistance evolves via multiple, low-fitness single-locus intermediates, we hypothesised that one of these loci had previously conferred adaptation to another antibiotic. Fitness assays in a range of drug concentrations show how selection in the antibiotic ceftazidime can select for one gene ( bla DHA-1 ) potentiating the evolution of carbapenem resistance by a single mutation in a second gene ( ompK36 ). These results show how a patient’s treatment history might shape the evolution of antibiotic resistance and could explain the genetic basis of carbapenem-resistance found in many enteric-pathogens.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».