Comparative Kinetic Analysis of OXA-438 with Related OXA-48-Type Carbapenem-Hydrolyzing Class D β-Lactamases

• Autores: de Belder, Denise Gisele; Ghiglione, Barbara; Pasteran, Fernando; de Mendieta, Juan Manuel; Corso, Alejandra; Curto, Lucrecia María; Di Bella, Adriana; Gutkind, Gabriel Osvaldo; Gómez, Sonia Alejandra; Power, Pablo
• Año de publicación: 2020
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: CARBAPENEMASES; OXA-163; OXYIMINO-CEPHALOSPORINS; SODIUM BICARBONATE; Β5−Β6 LOOP
• Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Novel variants of OXA-48-type enzymes with the ability to hydrolyze oxyimino-cephalosporins and carbapenems are increasingly reported. Since its first report in 2011, OXA-163 is now extensively spread throughout Argentina, and several variants like OXA-247 have emerged. Here, we characterized a new blaOXA-48-like variant, OXA-438, and we performed a comparative kinetic analysis with the local variants OXA-247 and OXA-163 and the internationally disseminated OXA-48. blaOXA-163, blaOXA-247, and blaOXA-438 were located in a 70 kb IncN2 conjugative plasmid. OXA-438 presented mutations in the vicinity of conserved KTG (214-216), with a 2-aa deletion (R220-I221) and a D224E shift (as in OXA-163) compared to OXA-48. Despite Kpn163 (OXA-163), Kpn247 (OXA-247) and Eco438 (OXA-438) were resistant to meropenem and ertapenem, and the transconjugants (TC) remained susceptible (however, the carbapenems minimum inhibitory concentrations were ≥3 times 2-fold dilutions higher than the acceptor strain). TC163 and Eco48 were resistant to oxyimino-cephalosporins, unlike TC247 and TC438. kcat/Km values for cefotaxime in OXA-163 were slightly higher than the rest of the variants that were accompanied by a lower Km for carbapenems. For OXA-163, OXA-247, and OXA-438, the addition of NaHCO3 improved kcat values for both cefotaxime and ceftazidime; carbapenems kcat/Km values were higher than for oxyimino-cephalosporins. Mutations occurring near the conserved KTG in OXA-247 and OXA-438 are probably responsible for the improved carbapenems hydrolysis and decreased inactivation of oxyimino-cephalosporins compared to OXA-163. Dichroism results suggest that deletions at the β5-β6 loop seem to impact the structural stability of OXA-48 variants. Finally, additional mechanisms are probably involved in the resistance pattern observed in the clinical isolates.
Fil: de Belder, Denise Gisele. Dirección Nacional de Institutos de Investigación. Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud. Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas. Área de Antimicrobianos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina
Fil: Ghiglione, Barbara. Instituto de Investigaciones En Bacteriologia y Virologia Molecular (ibavim) ; Facultad de Farmacia y Bioquimica ; Universidad de Buenos Aires; . Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina
Fil: Pasteran, Fernando. Dirección Nacional de Institutos de Investigación. Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud. Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas. Área de Antimicrobianos; Argentina
Fil: de Mendieta, Juan Manuel. Dirección Nacional de Institutos de Investigación. Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud. Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas. Área de Antimicrobianos; Argentina
Fil: Corso, Alejandra. Dirección Nacional de Institutos de Investigación. Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud. Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas. Área de Antimicrobianos; Argentina
Fil: Curto, Lucrecia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Di Bella, Adriana. Hospital Nacional Profesor Alejandro Posadas; Argentina
Fil: Gutkind, Gabriel Osvaldo. Instituto de Investigaciones En Bacteriologia y Virologia Molecular (ibavim) ; Facultad de Farmacia y Bioquimica ; Universidad de Buenos Aires; . Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina
Fil: Gómez, Sonia Alejandra. Dirección Nacional de Institutos de Investigación. Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud. Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas. Área de Antimicrobianos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina
Fil: Power, Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Instituto de Investigaciones En Bacteriologia y Virologia Molecular (ibavim) ; Facultad de Farmacia y Bioquimica ; Universidad de Buenos Aires;