Molecular Characterization and Antimicrobial Resistance of Uropathogenic Bacteria Among Elderly Residents of Nursing Care Homes in Accra, Ghana

Resumen Técnico: Caracterización Molecular y Resistencia Antimicrobiana de Bacterias Uropatógenas entre Residentes Ancianos de Centros de Cuidado de Residencias en Accra, Ghana

Planteamiento del Problema
Las infecciones del tracto urinario (ITU) representan una carga de salud significativa entre los ancianos, particularmente aquellos que residen en entornos de cuidado institucional. En naciones en desarrollo como Ghana, la carga de la resistencia antimicrobiana (RAM) se ve exacerbada por las opciones de tratamiento limitadas y el uso indiscriminado de agentes antimicrobianos. Si bien la Escherichia coli es el principal agente etiológico tanto en las ITU comunitarias como en las nosocomiales, existe una creciente preocupación con respecto a la aparición de uropatógenos multirresistentes (MDR) y cepas productoras de Betalactamasa de Espectro Extendido (BLEE). Los métodos microbiológicos convencionales a menudo carecen de la precisión para diferenciar entre bacterias fenotípicamente idénticas o para caracterizar completamente la diversidad genética y los mecanismos de resistencia de estos patógenos. Este estudio aborda la necesidad de la caracterización molecular de los uropatógenos y la evaluación de sus perfiles de resistencia entre los residentes ancianos en centros de cuidado de residencias en Accra, Ghana.

Metodología
El estudio se llevó a cabo entre diciembre de 2022 y diciembre de 2024, involucrando a 118 residentes ancianos (de 55 a 100 años) de cinco centros de cuidado de residencias en Accra.

• Recolección de Muestras y Diagnóstico: Se recolectaron y analizaron muestras de orina de flujo medio de la primera mañana utilizando la prueba de tira reactiva (leucocito esterasa y nitritos) y microscopía. La ITU se confirmó mediante cultivo en placas de CLED, MacConkey y Agar Sangre, definiéndose un crecimiento significativo como $\ge 10^5$ UFC/mL.
• Identificación de Patógenos: Los aislados se identificaron mediante pruebas bioquímicas, espectrometría de masas MALDI-TOF y secuenciación del gen 16S rRNA. Las secuencias se alinearon y se construyeron árboles filogenéticos utilizando el método de máxima verosimilitud (modelo Tamura-Nei) en el software MEGA XI.
• Caracterización Molecular:
  • Virulencia y Filogenia: Los aislados de E. coli fueron analizados mediante PCR múltiple para genes de virulencia (papE, sfa, sfas, afa, allele II) y agrupación filogenética (Grupos A, B1, B2, D) mediante PCR triplex.
  • Detección de BLEE: Todos los aislados bacterianos fueron analizados para 10 genes específicos de BLEE (blaTEM, blaSHV, blaMA, blaCTX-M-825, blaCTX-M-914, blaCMY-1, blaCMY-2, blaOXA-1, blaOXA-2, y CF) mediante PCR.
• Pruebas de Susceptibilidad Antimicrobiana (AST): Se empleó el método de difusión de disco de Kirby-Bauer siguiendo las directrices CLSI 2023 para probar la resistencia contra 10 antibióticos, incluyendo carbapenémicos, cefalosporinas, fluoroquinolonas y aminoglucósidos.

Resultos Clave

• Prevalencia y Distribución de Patógenos: De 118 muestras, 34 (28.8%) resultaron positivas para ITU. Los patógenos predominantes fueron bacterias Gram negativas: E. coli (38.2%), Klebsiella pneumoniae (20.6%), Proteus mirabilis (20.6%) y Enterobacter cloacae (11.8%). Los aislados Gram positivos incluyeron Acinetobacter junii (5.9%) y Bacillus cereus (2.9%).
• Diversidad Genética: La secuenciación de 16S rRNA reveló diversos grados de relación genética. Los aislados de E. coli mostraron un agrupamiento cercano con las cepas de referencia de NCBI (valores de bootstrap 80–100), aunque algunos exhibieron una divergencia evolutiva única. Los aislados de P. mirabilis y B. cereus demostraron una alta conservación genética, mientras que los aislados de K. pneumoniae mostraron una filogenia compleja con longitudes de rama más largas, lo que indica diversidad intraespecífica y adaptación local.
• Virulencia y Filogenia de E. coli: Entre los aislados de E. coli, el gen sfas fue el factor de virulencia más prevalente (40.8%), seguido de sfa (25.9%), papE (18.5%), afa (11.1%) y allele II (3.7%). El análisis filogenético ubicó a la mayoría de los aislados en el Grupo B2 (38.4%) y el Grupo D (30.8%), los cuales están asociados con E. coli patógena de origen extraintestinal (ExPEC).
• Resistencia Antimicrobiana: Se observaron altas tasas de resistencia en múltiples clases.
  • E. coli mostró alta resistencia a cefepima (84.6%) y azitromicina (76.9%).
  • K. pneumoniae exhibió un 100% de resistencia a imipenem y alta resistencia a ertapenem y cefepima (85.7%).
  • P. mirabilis y E. cloacae también demostraron una resistencia significativa a los carbapenémicos y cefalosporinas.
  • A. junii y B. cereus mostraron resistencia total a varios antibióticos probados, incluyendo ertapenem y cefepima.
• Presencia de BLEE: Se detectaron un total de 189 genes de BLEE en los aislados. Los genes más prevalentes fueron blaTEM y blaCTX-M-825 (16 detecciones cada uno), seguidos de blaSHV (15) y blaCMY-1 (13). E. coli portaba los 10 genes de BLEE analizados, mientras que K. pneumoniae y P. mirabilis carecían únicamente de blaMA.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores sostienen que este estudio resalta la importancia crítica de la vigilancia molecular de rutina de los uropatógenos dentro de los entornos de cuidado domiciliario en Accra. La investigación proporciona información crítica sobre la epidemiología molecular de estos patógenos, revelando una alta prevalencia de organismos multirresistentes y diversos mecanismos de resistencia, particularmente entre los uropatógenos Gram negativos.

El estudio afirma que los patrones de resistencia observados, incluyendo la resistencia a los carbapenémicos de último recurso (imipenem) y la presencia generalizada de genes de BLEE, indican una incidencia alarmante de cepas altamente resistentes en esta población vulnerable. Los autores concluyen que estos hallazgos requieren una necesidad urgente de datos de vigilancia específicos para la población para informar las guías de tratamiento basadas en la evidencia. Recomiendan la implementación de programas de optimización del uso de antimicrobianos y medidas mejoradas de prevención y control de infecciones para mejorar los resultados de salud en los ancianos. El artículo no propone nuevas aplicaciones experimentales, sino que hace un llamado a intervenciones de política y clínicas basadas en los perfiles moleculares y de resistencia documentados.