Caracterización del mecanismo de resistencia a quinolonas conferido por el orf131 del plásmido pUM505

Abstract

Quinolones are a family of synthetic antibiotics used primarily in the treatment of infections caused by enterobacteria. Its mechanism of action consists in the inhibition of topoisomerase type IIA: DNA gyrase and topoisomerase IV. However, ciprofloxacin, the most prescribed quinolone in the world, also has activity against Pseudomonas aeruginosa. The use and abuse of quinolones has contributed to the selections of bacteria resistant to its action. Currently, resistance systems to these antibiotics are widely distributed and can be divided into two groups: I) Systems encoded by chromosomal genes: They include mutations in the genes encoding the quinolone target proteins and, efflux systems; and II) Systems encoded by genes present in plasmids: They comprise the Qnr proteins, the QepA and OqxAB efflux systems, and the modified aminoglycoside acetyltransferase enzyme (AAC (6´)-Ib-cr). Recently, our work group identified that plasmid pUM505 from P. aeruginosa contains the orf131 that encodes a 65 amino acid protein. This protein has identity of 18% and 26% of similarity to the aminoglycoside phosphotransferase IIb (APH-IIb) of Pseudomonas aeruginosa M18. When we transferred orf131 to an Escherichia coli strain it conferred resistant to ciprofloxacin. Therefore, the objective of this work was to characterizes the mechanism by which the protein encoded by orf131 confers resistance to ciprofloxacin, in addition to analyze its distribution into clinical origin isolates. The orf131, were renamed as crpP (ciprofloxacin resistance protein plasmid encoded) was cloned into the pTrcHISC vector and transferred to E. coli strain BL21 in order to overexpressed the gene and purify the CrpP protein.

Las quinolonas son una familia de antibióticos sintéticos utilizados principalmente en el tratamiento de infecciones causadas por enterobacterias. Su mecanismo de acción consiste en la inhibición de las topoisomerasas tipo IIA: la DNA girasa y la topoisomerasa IV. No obstante, ciprofloxacina, la quinolona de mayor prescripción en el mundo, también presenta actividad contra Pseudomonas aeruginosa. El uso y abuso de las quinolonas ha contribuido a la selección de bacterias resistentes a su acción y actualmente, los sistemas de resistencia a estos antibióticos se encuentran ampliamente distribuidos y se pueden dividir en dos grupos: I) Sistemas codificados por genes cromosómicos: Incluyen las mutaciones en los genes que codifican a las proteínas blanco de las quinolonas y los sistemas de expulsión; y II) Sistemas codificados por genes presentes en plásmidos: Comprenden a las proteínas Qnr, los sistemas de expulsión QepA y OqxAB, y la enzima aminoglucósido acetiltransferasa modificada (AAC(6´)-Ib-cr). Recientemente, nuestro grupo de trabajo identificó que el plásmido pUM505 de P. aeruginosa contiene el orf131 que codifica una proteína de 65 aminoácidos. Esta proteína presenta un 18% de identidad y 26% de similitud con la aminoglucósido fosfotransferasa IIb (APH-IIb) de P. aeruginosa M18. El orf131 al ser transferido a Escherichia coli confirió resistencia a ciprofloxacina. Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo consistió en caracterizar el mecanismo mediante el cual la proteína codificada por el orf131 confiere resistencia a ciprofloxacina, además de analizar su distribución en aislamientos de origen clínico. El orf131, renombrado como crpP (Proteína de resistencia a ciprofloxacina codificada en un plásmido) se clonó en el vector pTrcHISC y se transfirió a la cepa E. coli BL21 con el objetivo de realizar la sobreexpresión del gen y purificar la proteína CrpP.