prevalência de Escherichia coli multirresistente, isolada a partir de fontes de água potável

Abstract

o controlo de doenças infecciosas está seriamente ameaçado pelo aumento do número de microrganismos resistentes a agentes antimicrobianos. Isto porque as infecções causadas por microrganismos resistentes muitas vezes não respondem ao tratamento convencional, resultando em doença prolongada e maior risco de morte. Bactérias resistentes aos antimicrobianos também estão presentes em várias fontes de água. Por conseguinte, este estudo procurou documentar a qualidade microbiológica e os antifiogramas dos isolados bacterianos (estirpes de E. coli) de seis fontes de água diferentes, a fim de determinar a sua segurança para o consumo humano e fornecer dados antibióticos actualizados para o tratamento pragmático dos doentes. O isolamento e identificação de bactérias foi feito utilizando métodos API e convencionais. Os testes de susceptibilidade a antibióticos foram realizados usando o método Kirby–Bauer. Os resultados obtidos indicaram que todas as fontes de água testadas eram de má qualidade. As bactérias isoladas incluíram E. coli, Enterobacter spp., Klebsiella spp., Salmonella typhi, Streptococcus spp., Proteus vulgaris, Vibrio cholera, Shigella spp., Pseudomonas aeruginosa, and Enterococcus faecalis. The prevalence of multidrug-resistant E. coli was 49.48%. E. coli isolates showed high resistance patterns to the tested antibiotics. They were most resistant to penicillin (32.99%), cefuroxime (28.87%), erythromycin (23.71%), and tetracycline (21.45%). In contrast, they were susceptible to nitrofurantoin (93.8%), cefotaxime and amikacin (91.75%), gentamicin (90.7%), nalidixic acid (89.65%), ciprofloxacin (74.2%), chloramphenicol (69.7%), ácido pipemídico (65, 97%) e cefuroxima (52, 58%). Sessenta e três por cento (63%) das estirpes multi-resistentes de E. coli registaram um índice de Resistência a antibióticos múltipla (MAR) >0, 2. Os antibióticos susceptíveis, especialmente a nitrofurantoina, são, portanto, recomendados no tratamento prático de doenças bacterianas transmitidas pela água.

1. Introdução Os antibióticos são, sem dúvida, a forma mais bem sucedida de quimioterapia desenvolvida no século XX e salvam inúmeras vidas humanas todos os dias . O aparecimento de bactérias resistentes aos antibióticos limita a utilização clínica de antibióticos e, à medida que as bactérias resistentes se tornam mais prevalentes, existe uma preocupação crescente de que os antibióticos existentes se tornem ineficazes contra estes agentes patogénicos e mais caros .foram identificados genes resistentes aos antibióticos que conferem resistência a uma grande variedade de antibióticos numa vasta gama de ambientes hídricos, incluindo a água potável, tanto nos países desenvolvidos como nos países em desenvolvimento . O principal risco para a saúde pública é que os genes de resistência sejam transferidos de bactérias ambientais para agentes patogénicos humanos. O potencial da água potável para transportar patógenos microbianos para um maior número de pessoas, causando doenças subsequentes, está bem documentado em países em todos os níveis de desenvolvimento econômico . Além disso, a disponibilidade de água potável segura é um elemento indispensável para prevenir as epidemias e melhorar a qualidade de vida . De acordo com a Organização Mundial de saúde, 80% de todas as doenças são atribuídas a água insegura . Os países em desenvolvimento, em particular, estão assolados por doenças relacionadas com a água, como a diarreia, que representam 10% da carga da doença nesses países .Escherichia coli é um membro dos coliformes feacais que contaminam a água potável proveniente de resíduos feacais humanos e animais. A E. coli tem sido o principal indicador de contaminação fecal na monitorização da qualidade da água durante muitas décadas. Durante as chuvas, estes coliformes podem ser lavados em riachos, rios, riachos, lagos ou águas subterrâneas. A água potável não tratada proveniente destas fontes contém coliformes incluindo E. coli.

E. a coli também demonstrou ser um reservatório significativo de genes que codifiquem a resistência ao fármaco antimicrobiano e, portanto, é um indicador útil para a resistência em comunidades bacterianas . Embora existam vários estudos que avaliam a resistência a várias drogas (MDR) em populações de E. coli de origem animal, não se tem feito muito trabalho sobre a ecologia do MDR . A disseminação do MDR em ambientes onde os antibióticos não são utilizados é uma possibilidade que ainda não foi bem pesquisada, embora tenha sido postulado que a água poderia disseminar resistência antimicrobiana . Os objectivos deste estudo São determinar o padrão de sensibilidade aos antibióticos e o índice múltiplo de resistência aos antibióticos das estirpes de E. coli isoladas a partir de seis fontes de água potável durante a monitorização bacteriológica ao longo de um ano.2. Materiais e métodos

2.1. Locais de coleta de amostras

após várias visitas preliminares a várias comunidades nos distritos, 57 locais de amostragem compreendendo seis fontes de água diferentes que incluem barragens, furos, fontes de fluxo, rios, canais e poços escavados à mão em 27 comunidades foram selecionados. Foram colhidas amostras de locais representativos das fontes de água e/ou das redes de distribuição das quais a água é fornecida aos habitantes e/ou pontos de Utilização baseados principalmente em factores como a população e a extensão do uso ou o nível de patrocínio da água dessas fontes. A maioria das Comunidades é dominada por agricultores. Cada comunidade selecionada tinha pelo menos um furo ou um riacho como as principais fontes de água para os habitantes.

2, 2. Dados da observação do local

antes da amostragem da água, foram feitas observações importantes em torno dos locais de amostragem. Estas observações incluíam as condições sanitárias, bem como possíveis fontes de contaminação, que poderiam influenciar a qualidade da água a partir das fontes amostradas.foram também registados registos de campo para os seguintes factores ambientais: clareza/turvação da água (clareza visual na água, isto é, folhas, detritos e algas), condições meteorológicas (temperatura, vento e precipitação), presença de animais (aves/patos) e outros comentários (por exemplo, problemas de Sistema, isto é, equipamento de desinfecção/filtração e acidentes fecais).

2, 3. Dimensão da amostra e frequência de amostragem

um total de cento e vinte e duas amostras de água foram colhidas para avaliação entre junho de 2011 e maio de 2012. O período de recolha de amostras abrangeu as duas estações do Gana, ou seja, as estações seca e chuvosa. Todos os procedimentos de amostragem e preservação da água foram realizados de acordo com métodos padrão para o exame da água e águas residuais e diretrizes da OMS para a qualidade da água potável . A amostragem para análise bacteriológica foi feita assepticamente com cuidado, assegurando que não houvesse contaminação externa das amostras. Todas as amostras foram transportadas para o laboratório em 2 horas.

2, 4. Isolamento e identificação de bactérias

todos os organismos Gram-positivos foram identificados por métodos convencionais, tais como coloração Gram, catalase positiva, coagulase tubular, desoxirribonucleases (DNAse), e assim por diante, enquanto foi utilizado um kit API 20E para identificar o organismo Gram-negativo. A estirpe 25922 de E. coli foi utilizada como controlo positivo para os isolados de E. coli.

2, 5. Teste de susceptibilidade antibacteriana de E. coli

cada um dos isolados (E. coli) foi submetido a testes de susceptibilidade a antibióticos usando o método Kirby–Bauer que foi padronizado e avaliado pelos métodos do Comitê Nacional de padrões laboratoriais clínicos . Os isolados cultivados durante a noite com Agar nutritivo foram suspensos em solução salina estéril (NaCl 0, 9% p / v) utilizando um circuito de arame estéril até que a turbidez fosse equivalente a 0, 5 Mcfarland standards. Esfregaços de algodão não-tóxico esterilizados mergulhados na inócula padronizada foram usados para extrair toda a superfície das placas de ágar Mueller–Hinton. O E. coli isolados foram, então, testados contra quatorze antibióticos como segue: ampicilina (10 µg), pipemidic ácido (20 µg), cloranfenicol (30 µg), ciprofloxacina (5 µg), co-trimoxazole (25 µg), eritromicina (15 µg), nitrofurantoína (300 µg), penicilina (10 UI), cefuroxima (30 µg), cefotaxima (30 µg), ácido nalidíxico (30 µg), amicacina (30 µg), tetraciclina (30 µg) e gentamicina (10 µg). Os discos antibióticos foram colocados assepticamente usando fórceps estéreis, e todas as placas foram incubadas (Gallenkamp England, modelo IH-150) a 37°C durante 24 horas . Os resultados foram interpretados usando NCCLS .

3. Os resultados

Da Tabela 1 mostram que foram obtidos um total de quinhentos e vinte isolados bacterianos (520) durante o período de estudo. Um número significativo de isolados (305) representando 58,65% do total foram obtidos durante a estação seca, contra (205) representando 41,35% na estação chuvosa.

o organismo mais comum nas amostras de água foi Klebsiella spp. (104) Representando 20% do número total de isolados obtidos. O maior número de Klebsiella spp. (18) foi isolada das fontes de água da corrente durante a estação seca e a mais baixa (1) dos rios durante a estação chuvosa. O organismo mais presente foi E. coli (97), representando 18,7% do total de isolados bacterianos. Esta foi seguida por Pseudomonas aeruginosa (15,61%), Enterobacter spp. (15, 4%), Proteus vulgaris (13, 1%) e Enterococcus faecali (9, 2%). O organismo menos isolado foi Vibrio cholerae (1,2%) e Shigella spp. (1.2%). Vibrio cholerae foi isolado em quatro fontes de água, a saber, córrego, furo, poços escavados à mão e fontes de água da barragem, enquanto Shigella spp. foi isolado em 3: córrego, furo e fontes de água da represa.para a análise bacteriológica foi colhido um total de cento e vinte e duas amostras de água. Os resultados da Tabela 2 mostram que noventa e sete estirpes de E. coli foram isoladas durante o período do estudo. Cinquenta e oito estirpes, representando 59,79%, foram isoladas durante a estação seca, contra trinta e nove, representando 40,21% na estação chuvosa. O maior número de estirpes isoladas de uma única fonte de água foi de barragens (28), representando 29%. A isto seguiram-se Fontes de água corrente (26) que representam 27%, poços escavados à mão (24) que representam 25%, e fontes de água de furo (11) que representam 11%. As fontes de água dos rios produziram o menor número de estirpes isoladas (2), representando 2% e, em seguida, fontes de água do canal (6), representando 6%. Os isolados mais elevados durante a estação chuvosa foram obtidos de barragens (12) seguidas por fontes de água corrente (10) e poços escavados à mão (10). O maior número de isolados durante a estação seca foi obtido de barragens (16) seguidas de fontes de água corrente (17). O menor número de isolados durante a estação chuvosa foi obtido a partir de canais (3) seguidos de fontes de água de furo (4). Nenhuma estirpe de E. coli foi isolada a partir de fontes de água do rio. O menor número de isolados durante a estação seca foi obtido de rios (2) seguidos de fontes de água do canal (3).

Results from Table 3 reveal the antibiotic susceptibility profile of the E. coli strains. Todas as estirpes foram testadas contra 14 antibióticos diferentes, usando difusão de disco Kirby-Bauer, padronizado e avaliado pelos métodos do Comitê Nacional para os padrões laboratoriais clínicos . A tabela 3 mostra que cepas de E. coli foram mais resistentes à penicilina (32), o que representa 32.99%, seguido por cefuroxime (28), representando 28%, eritromicina (23), o que representa 23.71%, tetraciclina (21), o que representa 21.45%, cloranfenicol (18), o que representa 18.65%, pipemidic ácido (13), o que representa 13.40%, e a ampicilina (11), o que representa 11.32%. Sete dos quatorze antibióticos tinham dez ou menos isolados mostrando resistência. Quatro isolados representando 4, 12% eram resistentes a cada um dos seguintes antibióticos: cefotaxima, ácido nalidixico e nitrofurantoina. Esta foi seguida por gentamicina (5) representando 5,15%, amikacina (7) representando 7, 2%, ciprofloxacina (8) representando 8, 5%, e finalmente cotrimoxazol (8) representando 8, 5%. A tabela 3 mostra que as estirpes de E. coli eram mais susceptíveis/sensíveis à nitrofurantoina (91), representando 93, 8%, e esta foi seguida pela cefotaxima e pela amikacina (89), representando 91.75%, gentamicina (88), o que representa 90.7%, ácido nalidíxico (87), representando 89.65%, ciprofloxacina (72), o que representa em 74,2%, cloranfenicol (67), o que representa 69.07%, pipemidic ácido (64), o que representa 65.97%, e cefuroxime (CXM) (51) representando 52.58%. Quatro dos quatorze antibióticos tinham cinquenta ou menos isolados mostrando resistência. Foram penicilina (14), tetraciclina (29), ampicilina (45) e eritromicina (50).

Analysis of multiple drug resistance of E. coli isolados provenientes de fontes de água revela que quarenta e oito isolados representam uma grande percentagem de (49.48%) de E. coli isolados exibiram resistência contra dois ou mais antibióticos, portanto, classificada como multidroga resistência. Isto cria uma enorme preocupação em matéria de saúde pública.4. Discussão

a presença de E. coli nas várias fontes de água pode representar riscos para a saúde, tais como doenças diarreicas, que são responsáveis por um grau substancial de morbilidade e mortalidade em adultos e crianças . O controlo da diarreia pode requerer a administração de antibióticos. No entanto, várias estirpes de E. coli são conhecidas por serem resistentes a uma grande variedade de antibióticos . Resistências múltiplas de antibióticos referem-se à resistência a duas ou mais classes de antibióticos. As múltiplas resistências antibióticas de E. coli estabelecidas neste estudo concordam com outros achados . Estirpes de E. coli e Salmonella spp. foi responsável por vários surtos nos Estados Unidos e em todo o mundo, em parte devido à resistência a cloranfenicol, ampicilina e trimetoprim .

a frequência da resistência à penicilina no estudo actual foi elevada entre os isolados comparativamente com cloranfenicol e resistência à ampicilina observada nos isolados obtidos a partir das várias fontes de água. Isto pode ser devido ao uso generalizado de antibióticos baratos na comunidade Ganesa ou pode ser devido à produção de enzimas beta-lactamase. A resistência de E. coli à ampicilina foi observada por Çelebi et. al. , Olowe et al. , and Yurdakoek et al. . A emergente resistência ao co-trimoxazol e à ciprofloxacina de locais a jusante suscita sérias preocupações, uma vez que estes são os medicamentos preferidos para muitas bactérias Gram-negativas . O mecanismo mais comum de resistência ao cotrimoxazol é a aquisição de enzimas da folato redutase mediadas por plasmídeos, variante diaminopirimidina . Baixa resistência à amikacina e gentamicina pode ser devido ao menor uso destes antibióticos na prática clínica e/ou Medicina Veterinária. A tendência crescente de resistência em todos os isolados (coliformes totais e fecais) de montante a jusante afirma que os antibióticos eliminados podem ter sido lavados pelas fontes de água e acumulados a jusante, especialmente durante a estação chuvosa que representa a alta resistência.as diferenças nos perfis de Resistência neste estudo ambiental reflectem claramente as diferenças na pressão do processo de selecção nos locais/áreas investigados. O nível mais elevado de resistência aos antibióticos entre os coliformes das regiões de midstream e a jusante das Comunidades ganesas é preocupante, uma vez que a maioria dos habitantes toma banho, lava roupas, e até mesmo elimina águas residuais humanas em locais de midstream e a jusante, enquanto alguns ocupantes e não ocupantes utilizam estas fontes de água para fins de consumo e/ou domésticos. No Mangalore, é relatado que as águas residuais domésticas não tratadas ou parcialmente tratadas são liberadas em estuários abertos, o que representa o alto nível de resistência aos antibióticos .

Multidrogs resistance is defined as resistance to all the tested antibiotics in at least two of the following three classes: lactams, aminoglycosides, and quinolones . Os caracteres multidrug resistance (MDR) dos isolados foram identificados observando o padrão de resistência dos isolados aos antibióticos. O índice MAR de um isolado é definido como A/b, em que a representa o número de antibióticos a que o isolado foi resistente e b representa o número de antibióticos a que o isolado foi submetido . A análise do Índice MAR revela que trinta das estirpes multi-resistentes de E. coli tinham um índice MAR muito elevado (>0, 2). O elevado índice de MAR registado neste estudo refere-se ao facto de as fontes de água poderem ter sido altamente contaminadas com antibióticos devido à elevada utilização destes produtos químicos nas áreas circundantes das várias fontes de água. Isto está de acordo com o Tambekar et al.o relatório afirma que as bactérias provenientes de um ambiente onde são utilizados vários antibióticos produzem geralmente um índice de MAR superior a 0,2. MAR indexando abaixo de 0.2 determinado neste estudo foi, na realidade, inferior ao valor ilógico da contaminação por risco. No entanto, as amostras que originaram uma indexação do MAR superior a 0,2 indicaram um elevado risco de contaminação. A diferença na indexação do MAR nas diferentes fontes de água indicou o impacto da urbanização nos níveis de resistência aos antibióticos.a qualidade microbiológica das várias fontes de água analisadas foi baixa à medida que diversas estirpes bacterianas foram isoladas com diferentes frequências. Em maior extensão, foram detectadas diferenças nas frequências de resistência aos antibióticos na E. estirpes de coli de diferentes fontes de água tais que algumas estirpes de E. coli eram altamente resistentes à cefotaxima, ácido nalidixico, nitrofurantoina, gentamicina, amikacina, ciprofloxacina e co-trimoxazol. As diferenças nas estirpes de antibióticos das várias fontes de água poderiam refletir o uso específico de antibióticos em torno da fonte especificada. A elevada prevalência de resistência à penicilina e à cloranfenicol registada constitui uma grave preocupação para a saúde pública, uma vez que estes antibióticos têm menos hipóteses de curar doentes infectados que utilizam as fontes de água inquiridas como água potável ou para fins domésticos. Na verdade, a crescente prevalência de resistência nos isolados, especialmente, de origem humana, pode ter uma implicação terapêutica importante que exige cautela no uso indiscriminado de antibióticos em seres humanos. No entanto, quase todas as 97 estirpes de E. coli eram susceptíveis a alguns antibióticos, nomeadamente a nitrofurantoina (93.8%), seguido por cefotaxima e amicacina (91.75%), gentamicina (90.7%), ácido nalidíxico (89.65%), ciprofloxacina (74.2%), cloranfenicol (69.07%), pipemidic ácido (65.97%), e, por fim, cefuroxima (52.58%).os valores dos índices de MAR elevados e baixos foram registados no estudo, o que indica o nível de risco de contaminação das fontes de água amostradas, o que exige políticas mais restritivas para a eliminação de esgotos humanos/animais e de banho/lavagem nas massas de água ou nas suas proximidades. Por último, a monitorização periódica da sensibilidade aos antibióticos das fontes de água é importante para detectar quaisquer mudanças nos padrões que possam surgir no futuro, a fim de acompanhar essas mudanças nos padrões para uma melhor formulação e implementação de medidas curativas ou políticas.

disponibilidade de dados

os dados utilizados para apoiar os resultados deste estudo estão disponíveis junto do autor correspondente, mediante pedido.

conflitos de interesses

os autores declaram que não têm conflitos de interesses.os agradecimentos sinceros dos autores vão para a equipe do Departamento de Microbiologia do noguchi Memorial Institute for Medical Research, Universidade de Gana, por sua assistência durante a análise laboratorial de nosso trabalho. Os autores também queriam reconhecer os enormes recursos obtidos a partir da tese “sensibilidade à radiação e caracterização molecular de Escherichia coli multidrug resistente à água” para este trabalho.