Zimapan dam in Mexico, a reservoir of extended-spectrum-beta-lactamase-producing bacteria and arsenic resistance

anglais. Description of the subject. In aquatic environments, prolonged exposure to heavy metals and/or antimicrobials selects for resistant bacteria, increasing the health risk for the population.Objectives. To evaluate antimicrobial and arsenic (As) resistance, presence of addiction systems and biofilm production in Gram-negative bacilli isolated from the Zimapan dam.Method. Surface water was sampled from 10 sites in the western area of the dam. CHROMagar™ ESBL and mSuperCARBA™ plates were used to isolate fermenting (FGB) and non-fermenting (NFGB) Gram-negative bacilli resistant to beta-lactams and carbapenems, respectively. Resistance was verified by the agar-diffusion method and double-disk synergy test. Genes for extended spectrum beta-lactamases (ESBL), carbapenemases and addiction systems were detected by PCR. Biofilm production and resistance to As and/or cefotaxime (CTX) were measured by spectrophotometry. The tolerance As was determined by serial dilution in LB agar adding variable concentrations of Na3AsO2.Results. Of 47 beta-lactams resistant strains, 77.5% produced ESBL, with blaCTX-M (38% and 62%) and blaTEM-2 (41% and 51%) genes being detected in pisciculture and recreational areas, respectively. Significant resistance to imipenem and meropenem was detected, although no carbapenemase genes were detected; relE, pnd, ccdA, and vagC addiction system genes were the most frequent. Nineteen strains showed resistance up to 183 ppm of Na3AsO2, 11 strains at 400 ppm and 3 strains up to 2,000 ppm. Biofilm production was detected in 83% of the strains. Conclusions. Contamination of the Zimapan dam with multidrug-resistant, biofilm-forming, As- and CTX-tolerant bacteria with different plasmid addiction systems requires urgent prevention and environmental control strategies.

français. Barrage de Zimapan au Mexique, réservoir de bactéries productrices de bêta-lactamases à spectre étendu et de résistance à l'arsenicDescription du sujet. En milieu aquatique, une exposition prolongée aux métaux lourds et/ou aux antimicrobiens sélectionne des bactéries résistantes, augmentant ainsi le risque pour la santé de la population.Objectifs. Évaluer la résistance aux antimicrobiens et à l'arsenic (As), la présence de systèmes de dépendance et la production de biofilm dans les bacilles à Gram-négatif isolés du barrage de Zimapan.Méthode. Des échantillons d'eau de surface ont été prélevés sur 10 sites dans la zone ouest du barrage. Des plaques CHROMagar™ ESBL et mSuperCARBA™ ont été utilisées pour isoler des bacilles à Gram-négatif fermentant (FGB) et non fermentant (NFGB) résistants aux bêta-lactamines et aux carbapénèmes, respectivement. La résistance a été vérifiée par la méthode de diffusion sur gélose et le test de synergie double disque. Les gènes des bêta-lactamases à spectre étendu (BLSE), des carbapénémases et des systèmes de dépendance ont été détectés par la réaction en chaîne par polymérase. La production de biofilm et la résistance à l'As et/ou au céfotaxime (CTX) ont été mesurées par spectrophotométrie. La tolérance à l’As a été déterminée par des dilutions en série sur de la gélose LB en ajoutant diverses concentrations de Na3AsO2.Résultats. Sur 47 souches résistantes aux bêta-lactamines, 77,5 % produisaient des BLSE, les gènes blaCTX-M (38 % et 62 %) et blaTEM-2 (41 % et 51 %) étant détectés respectivement dans les zones de pisciculture et de loisirs. Une résistance significative à l’imipénème et au méropénème a été détectée, bien qu’aucun gène de carbapénémase n’ait été détecté. Les gènes du système addictif relE, pnd, ccdA et vagC étaient les plus fréquents. Dix-neuf souches ont montré une résistance jusqu'à 183 ppm de Na3AsO2, 11 souches jusqu'à 400 ppm et 3 souches jusqu'à 2 000 ppm. La production de biofilm a été détectée dans 83 % des souches.Conclusions. La contamination du barrage de Zimapan par des bactéries multirésistantes, formant un biofilm, tolérantes à l'As et au CTX avec différents systèmes de dépendance aux plasmides nécessite des stratégies urgentes de prévention et de contrôle environnemental.