Prevalence and characterization of extended-spectrum β-lactamases in Klebsiella pneumoniae in Algiers hospitals (Algeria)

Aim of the studyTo determine the prevalence and the diversity of extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) in 196 Klebsiella pneumoniae clinical isolates collected from three hospitals in Algiers.Materials and methodsAntibiograms were done on Mueller-Hinton agar plates with the disc-diffusion method and MICs were determined by agar-dilution method. Mating experiments were performed in agar medium. Plasmid DNA was extracted by the alcalin-lysis method. Total DNA was extracted with a Qiagen mini kit and screened for blaTEM and blaCTX-M genes by PCR. Linkage of blaCTX-M genes with insertion sequence ISEcp1B and class 1 integrons was investigated by PCR. PCR products were sequenced by the Sanger method. The epidemiological relationships between ESBL-producing K. pneumoniae isolates were analyzed by ERIC-PCR.ResultsThirty-nine (19.9%) isolates were found to produce ESBLs belonging to CTX-M-1 group and TEM penicillinases (CTX-M-3, CTX-M-15 and TEM-1). ERIC-PCR analysis showed that the isolates are genetically unrelated. The blaTEM and blaCTX-M genes as well as aminoglycosides and sulfonamides resistance determinants were found located in self-transferable plasmids of approximately 85 kb.The class 1 integrons and the insertion sequence ISEcp1B were present in the isolates and in their transconjugants. ISEcp1B was found genetically linked to the blaCTX-M genes and located 127 bp upstream, with the presence of the V and W sequences.ConclusionThe study revealed a high rate of ESBL-producing K. pneumoniae in Algerian hospitals, resulting from horizontal dissemination of mobile blaCTX-M genes.

RésuméBut de l’étudeDéterminer la prévalence et le type de bêtalactamases à spectre élargi (BLSE) chez 196 souches cliniques de Klebsiella pneumoniae provenant de trois hôpitaux d’Alger.Matériel et méthodesL’antibiogramme a été effectué par la méthode de diffusion sur milieu gélosé. Les concentrations minimales inhibitrices ont été déterminées par la méthode des dilutions. L’ADN plasmidique a été extrait par la méthode de lyse alcaline. L’ADN total a été extrait par mini-kit Qiagen et testé par PCR pour la présence des gènes TEM et CTX-M et les produits d’amplification ont été séquencés. La liaison génétique entre les gènes CTX-M et des intégrons de classe 1 ou la séquence d’insertion ISEcp1B a été explorée par PCR. Le typage moléculaire des souches a été effectué par ERIC-PCR.RésultatsTrente-neuf souches (19,9 %) ont été productrices de BLSE du groupe CTX-M-1 ainsi que de pénicillinases TEM (CTX-M-3, CTX-M-15 et TEM-1). Le typage moléculaire a montré que les souches étaient génétiquement différentes. Les gènes TEM et CTX-M, ainsi que ceux de la résistance aux aminoglycosides et aux sulfamides sont portés par des plasmides autotransférables de 85 kb. Les intégrons de classe 1 et la séquence d’insertion ISEcp1B ont été détectés chez les souches et leurs transconjugants. L’ISEcp1B est localisée à 127 pb en amont du gène CTX-M, avec la présence dans cette région intercalaire des séquences V et W.ConclusionCette étude a révélé un taux élevé de K. pneumoniae productrices de BLSE en Algérie, résultant d’une dissémination horizontale de gènes CTX-M mobiles.