Bacterial isolates and antimicrobial resistance profile in enterobacteria from surface water samples

Abstract

Contaminated water is watering whose natural composition has been altered to the point of becoming unsuitable for use, representing, in addition, an important vehicle for the transmission of diseases such as cholera and diarrhea. The objective of this study was to investigate the antimicrobial sensitivity profile of strains of Enterobacter spp., Klebsiella spp., and Escherichia coli isolated from water samples collected from the Meia Ponte River. The samples were cultured, isolated, and observed for bacterial morphology. Bacterial identification was then performed, followed by antimicrobial susceptibility testing. The results were interpreted based on the Brazilian Guide to Antimicrobial Susceptibility Testing. Subsequently, chromosomal and plasmid DNA extractions were performed, and the qPCR technique was applied to detect resistance genes present in the analyzed strains. All 18 bacteria analyzed had morphological characteristics compatible with enterobacteria. In the sensitivity test, all samples were found to be resistant to at least one of the classes of antimicrobials tested, with five strains demonstrating multidrug resistance. The qPCR reaction confirmed the presence of genes related to antimicrobial resistance. The biofilm formation test showed that 22.22% of the samples (4/18) are weak formers. The study's findings reinforce the microbiological risk to which the riverside population is exposed and highlight the urgency of actions aimed at improving basic sanitation, proper disposal of medicines, and raising public awareness about the impacts of environmental contamination by resistant microorganisms. Control, prevention, and health education measures are essential in the face of the advance of multidrug-resistant bacteria in aquatic ecosystems.

El agua contaminada es aquella cuya composición natural há sido alterada hasta el punto de resultar inadecuada para el consumo, además de constituir un importante vehículo de transmisión de enfermedades como el cólera y la diarrea. El presente estudio tuvo como objetivo investigar el perfil de sensibilidad antimicrobiana en cepas de Enterobacter spp., Klebsiella spp. y Escherichia coli aisladas de muestras de agua recogidas en el río Meia Ponte. Las muestras se cultivaron, aislaron y se observó la morfología bacteriana. A continuación, se realizó la identificación bacteriana y, posteriormente, se llevó a cabo la prueba de susceptibilidad a los antimicrobianos. La interpretación de los resultados se realizó basándose en la Guía Brasileña de pruebas de sensibilidad a los antimicrobianos. Posteriormente, se realizaron extracciones de ADN cromosómico y plasmídico, aplicando la técnica de qPCR para la detección de los genes de resistencia presentes en las cepas analizadas. Las 18 bacterias analizadas presentaron características morfológicas compatibles con enterobacterias. En la prueba de sensibilidad, se observó que todas las muestras presentaban resistencia al menos a una de las clases de antimicrobianos probados, y cinco cepas mostraron resistencia a múltiples fármacos. La reacción de qPCR confirmó la presencia de genes relacionados con la resistencia antimicrobiana. La prueba de formación de biofilm demostró que el 22,22 % de las muestras (4/18) son formadoras débiles. Los resultados del estudio refuerzan el riesgo microbiológico al que está expuesta la población ribereña y ponen de manifiesto la urgencia de adoptar medidas destinadas a mejorar el saneamiento básico, la eliminación adecuada de medicamentos y la sensibilización de la población sobre los impactos de la contaminación ambiental por microorganismos resistentes. Las medidas de control, prevención y educación sanitaria son imprescindibles ante el avance de las bacterias multirresistentes en los ecosistemas acuáticos.