Análisis de relación clonal entre cepas de Shigella sonnei aisladas de brotes en dos regiones de Chile

Abstract

Shigella sonnei es una bacteria enteropatógena que predomina en países industrializados, sin embargo es un patógeno emergente en países en vías de desarrollo. Durante los últimos años han ocurrido brotes importantes de Shigella spp. en Chile, entre los que destaca el producido en la Región de Antofagasta entre Enero y Junio del año 2008, donde S. sonnei fue la principal especie identificada y la mayoría de estas cepas presentaron multirresistencia a antibióticos y el integrón clase 1. El análisis por electroforesis en campo pulsado (PFGE) mostró que 95% de estas cepas estaban agrupadas en un mismo “cluster”. Posteriormente, entre Diciembre del año 2008 y Mayo del 2009 se detectó un brote a nivel nacional, en el que la Región Metropolitana (RM) presentó el mayor número de afectados. Las cepas de esta región presentaron multirresistencia a antibióticos y también el integrón clase 1. El análisis por PFGE agrupó estas cepas en un mismo “cluster”. El objetivo de este estudio fue evaluar la relación clonal entre cepas de S. sonnei aisladas de los brotes ocurridos en la Región de Antofagasta y en la RM. Se analizaron 39 cepas provenientes de la RM y 17 cepas provenientes de la Región de Antofagasta mediante PFGE, análisis del número variable de repeticiones en tándem (MLVA) y reacción en cadena de polimerasa de secuencias consenso repetitivas intergénicas de Enterobacterias (ERIC-PCR). Se comparó el poder discriminatorio de estos métodos mediante el índice de diversidad de Simpson (D). Los resultados obtenidos mediante PFGE, MLVA y ERIC-PCR mostraron que estas cepas de orígenes temporal y geográfico distintos son similares genéticamente. El MLVA mostró el mejor poder discriminatorio con valor de D igual a 0,9396 en el análisis con 12 loci y 0,9344 en el análisis incluyendo sólo los 4 loci más variables. Se obtuvo un poder de discriminación de ERIC-PCR mayor que el del PFGE, siendo D igual a 0,8803 y 0,7792, respectivamente. Los resultados sugieren diseminación de un mismo clon a lo largo de Chile. De acuerdo a estos resultados, el MLVA podría ser utilizado como estándar en la vigilancia y estudio de brotes de S. sonnei, considerando que es un método rápido, fácil de implementar, de bajo costo y altamente reproducible. Su aplicación facilitaría la caracterización de las cepas circulantes de S. sonnei y permitiría generar estrategias de prevención adecuadas, instaurar un tratamiento efectivo y oportuno y disminuir el número de casos.

Shigella sonnei is a bacterial pathogen that predominates in industrialized countries, nevertheless is an emergent pathogen in developing countries. In recent years, there has been important Shigella spp. outbreaks in Chile, one of them took place in the region of Antofagasta between January and June of 2008, where S. sonnei was the main specie isolated. A study determined that most of this isolates were multidrug-resistant, which was associated with class 1 integron. Pulsed field gel electrophoresis (PFGE) analysis grouped 95% of the isolates in the same cluster. Subsequently, from December of 2008 to May of 2009, an outbreak occurred nationwide in which the Metropolitan area had the highest number of cases. Additionally, strains isolated from the Metropolitan area showed multi-resistance to antibiotics, and were also associated with class 1 integron. PFGE analysis grouped all the strains in the same cluster. The aim of this study was to evaluate the genetic relationship of the isolated strains from both outbreaks. We analyzed 39 strains from the Metropolitan area and 17 strains from the region of Antofagasta by PFGE, variable-number tandem repeats analysis (MLVA) and enterobacterial repetitive intergenic conseus-polymerase chain reaction (ERIC-PCR). The discriminatory powers of these methods were compared using the Simpson diversity index (D). The results obtained by PFGE, MLVA and ERIC-PCR showed that these strains, from different geographical and temporal origins are genetically similar. MLVA exhibited the highest discriminatory power with a D value of 0.9396 with 12 VNTR loci and 0.9344 with the four most variable VNTR loci. ERIC-PCR showed a better discriminatory power than PFGE, with D values of 0.8803 and 0.7792, respectively. These results suggest the spread of a single clone along Chile. According to these results MLVA could be used as a standard in the surveillance and study of S. sonnei outbreaks considering that it is a fast method, easy to implement, low cost and highly reproducible. The standardization of this method could facilitate the characterization of the circulating S. sonnei strains and could aid in the generation of appropriate prevention strategies, establishing prompt and effective treatments and reducing the number of cases.