Variations in carbapenem resistance associated with the Verona integron-encoded metallo-beta-lactamase across the order Enterobacterales
Notice bibliographique
Résumé
The Verona integron-encoded metallo-β-lactamase (VIM), encoded as a cassette within class 1 integrons, is found in gram-negative clinical isolates worldwide and has been linked to outbreaks in nosocomial settings. Here, we obtained six vim-1+ clinical isolates from the genera Escherichia, Klebsiella, and Enterobacter. Antimicrobial susceptibility testing revealed that the minimum inhibitory concentrations of ertapenem, a clinically relevant carbapenem antibiotic, against these six isolates ranged from ≤ 0.25 μg/mL to > 32 μg/mL. Variations within vim-1 were not responsible for the phenotypic variation as whole genome sequencing showed that all strains contain identical vim-1 alleles with identical proximity to the promoter. However, other antimicrobial resistance genes, including additional β-lactamases, were identified in each strain that likely contribute to β-lactam resistance. A dendrogram of vim-1+ plasmids from these isolates produced using hierarchical clustering suggests both global dissemination of plasmids via horizontal gene transfer and autochthonous vertical spread within Ontario. To test the impact of genomic background on VIM-1 functionality, the vim-1 gene was cloned into a broad host range plasmid and introduced into laboratory strains of Escherichia coli DH5α and MG1655, and Klebsiella grimontii KP5022. Initial susceptibility testing revealed that the introduction of vim-1 alone was insufficient to confer carbapenem resistance in these strains. Next, KP5022 and DH5α vim-1+ strains were subjected to adaptive lab evolution experiments to identify epistatic mutations increasing ertapenem resistance. Sequencing data from evolved KP5022 and DH5α strains showed plasmid recombinations resulting in increased vim-1 copy number, although they were not resistant to ertapenem or meropenem. In contrast, when evolved plasmids were transformed into DH5α and subjected to adaptive lab evolution, evolved strains were extensively carbapenem resistant. Experiments suggest that chromosomal mutations contribute to increased resistance in the evolved DH5α vim-1+ strains. Sequence data showed that these mutations resulted in the deletion of nucleotides within ompC or deletion of the entire ompC gene, which encodes a non-specific outer membrane porin that plays a role in antibiotic transport into the cell. Overall, our results support the current literature on vim-1 in Ontario and find additional support for the role of gene epistasis in conferred resistance phenotypes of acquired genes.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».