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Plasmid dynamics driving carbapenemase gene dissemination in healthcare environments: a nationwide analysis of closed Enterobacterales genomes

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dc.contributor.otherGrupo de estudio de enterobacterias productoras de carbapenemasas en Singapur (CaPES)
dc.creatorKoh, Vanessa
dc.creatorCabrera, Rodrigo
dc.creatorRama Sridatta, Prakki Sai
dc.creatorMay Thevasagayam, Natascha
dc.creatorLim, Ze Qin
dc.creatorMarimuthu, Kalisvar
dc.creatorVenkatachalam, Indumathi
dc.creatorPei Zhi Cherng, Benjamín
dc.creatorKok Choon Fong, Raymond
dc.creatorKaur Pada, Surinder
dc.creatorOoi, Di Tat
dc.creatorSmitasin, Nares
dc.creatorCheng Thoon, Koh
dc.creatorYang Hsu, Li
dc.creatorHsien Koh, Tse
dc.creatorPratim De, Partha
dc.creatorYen Tan, Thean
dc.creatorChan, Douglas
dc.creatorNarayana Deepak, Rama
dc.creatorSim Tee, Nancy Wen
dc.creatorGan, Yunn-Hwen
dc.creatorMatlock, William
dc.creatorEyre, David W
dc.creatorAng, Michelle
dc.creatorPin Lin, Raymond Tzer
dc.creatorTeo, Jeanette
dc.creatorTek Ng, Oon
dc.date.accessioned2026-01-26T13:15:01Z
dc.date.available2026-01-26T13:15:01Z
dc.date.created2024-01-10
dc.date.issued2025-09-18
dc.descriptionLa transmisión mediada por plásmidos explica aproximadamente la mitad de la diseminación de Enterobacterales productores de carbapenemasas (CPE), lo que resalta la importancia de identificar los determinantes genéticos que favorecen la persistencia plasmídica en entornos hospitalarios. A partir del análisis de 1.088 aislamientos de CPE detectados durante cinco años de vigilancia nacional en Singapur, se identificaron 1.115 plásmidos productores de carbapenemasas completamente cerrados, los cuales se agruparon en 48 clústeres plasmídicos, concentrando el 92,5 % de los casos. Los genotipos plasmídicos predominantes fueron PC1 y PC2, asociados respectivamente a los genes blaKPC-2 y blaNDM-1. El estudio revela que más del 59 % de los aislamientos adquirieron estos genes mediante transmisión horizontal mediada por plásmidos, mientras que el resto lo hizo a través de transmisión vertical dependiente de linaje clonal. Los plásmidos menos frecuentes presentaron regiones genómicas insertadas que codifican genes relacionados con la detoxificación de metales pesados y formaldehído. Los resultados sugieren que los genotipos PC1 y PC2 están mejor adaptados para la propagación estable de genes de resistencia durante la diseminación clonal entre pacientes y a través de múltiples especies bacterianas. Se propone que la conservación genómica, que minimiza los costos de aptitud para el hospedador, constituye un factor clave para la hiperendemicidad de estos plásmidos.
dc.description.abstractPlasmid-mediated transmission accounts for approximately half of the dissemination of carbapenem-producing Enterobacterales (CPE), highlighting the need to identify genetic determinants that promote plasmid persistence in hospital environments. From an analysis of 1,088 CPE isolates collected over five years of nationwide surveillance in Singapore, 1,115 fully closed carbapenemase-producing plasmids were identified and clustered into 48 plasmid clusters, representing 92.5% of all cases. The predominant plasmid genotypes were PC1 and PC2, associated with blaKPC-2 and blaNDM-1 genes, respectively. More than 59% of isolates acquired carbapenemase genes through plasmid-mediated horizontal transmission, while the remainder resulted from clonal lineage-dependent vertical transmission. Less abundant plasmids contained distinct inserted genomic regions encoding genes involved in heavy metal and formaldehyde detoxification. The findings indicate that PC1 and PC2 genotypes are better adapted for stable propagation of resistance genes during inter-patient clonal spread and across multiple bacterial species. The study proposes that genomic conservation, which minimizes fitness costs to bacterial hosts, is a critical factor enabling the hyperendemicity of successful carbapenemase plasmid genotypes.
dc.format.extent13 pp
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.1038/s41467-025-64515-7
dc.identifier.urihttps://repository.urosario.edu.co/handle/10336/47304
dc.language.isoeng
dc.rightsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International*
dc.rights.accesRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/*
dc.source.bibliographicCitationBudhram, D. R., Mac, S., Bielecki, J. M., Patel, S. N. & Sander, B. Health outcomes attributable to carbapenemase-producing Enter obacteriaceae infections: a systematic review and meta-analysis. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 41,37–43 (2020).
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dc.source.bibliographicCitationLutgring, J. D. & Limbago, B. M. The problem of carbapenemase producing-carbapenem-resistant-enterobacteriaceae detection. J. Clin. Microbiol. 54,529–534 (2016).
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dc.source.bibliographicCitationSheppard, A. E. et al. Nested Russian doll-like genetic mobility drives rapid dissemination of the carbapenem resistance gene bla KPC. Antimicrob. Agents Chemother. 60,3767–3778 (2016).
dc.source.instnameinstname:Universidad del Rosariospa
dc.source.reponamereponame:Repositorio Institucional EdocURspa
dc.subjectEnterobacterales productores de carbapenemasas
dc.subjectResistencia a los antibióticos
dc.subjectPlásmidos
dc.subjectTransmisión horizontal
dc.subjectTransmisión vertical
dc.subjectblaKPC-2
dc.subjectblaNDM-1
dc.subjectVigilancia epidemiológica
dc.subjectInfecciones nosocomiales
dc.subjectGenética bacteriana
dc.subjectPersistencia plasmídica
dc.subjectMultirresistencia antimicrobiana
dc.subject.keywordCarbapenem-producing
dc.subject.keywordEnterobacterales
dc.subject.keywordAntibiotic resistance
dc.subject.keywordPlasmids
dc.subject.keywordHorizontal gene transfer
dc.subject.keywordVertical transmission
dc.subject.keywordblaKPC-2
dc.subject.keywordblaNDM-1
dc.subject.keywordEpidemiological surveillance
dc.subject.keywordNosocomial infections
dc.subject.keywordBacterial genetics
dc.subject.keywordPlasmid persistence
dc.subject.keywordAntimicrobial resistance
dc.titlePlasmid dynamics driving carbapenemase gene dissemination in healthcare environments: a nationwide analysis of closed Enterobacterales genomes
dc.typejournalArticle
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dc.type.spaArtículo
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