[en] Antibiotic resistance in bacteria, driven by adaptations that reduce the efficacy of antibiotics, is a growing public health crisis. The increase in antibiotic resistance, largely attributed to the overuse and misuse of antibiotics, has led to the emergence of resistant bacterial pathogens that are difficult to treat and control, contributing to increased morbidity and mortality. Carbapenem resistance, one of the most critical forms of antibiotic resistance, poses a serious global challenge because it severely limits treatment options for infections caused by these highly resistant bacteria. Effective monitoring and control of antibiotic resistance require comprehensive data on its prevalence. Traditional methods of antibiotic resistance surveillance, based on clinical samples, may not provide a complete picture of resistance trends within a broader population. Wastewater surveillance has been proposed as an alternative method that can offer a more comprehensive view of antibiotic resistance patterns within a community, reflecting a wider range of sources. This approach can help identify and track emerging antibiotic-resistant bacteria and genes, providing insights into public health and environmental risks. The objective of this study is to investigate the prevalence and distribution of carbapenemase genes in Gram-negative bacteria in A Coruña, Spain by analyzing samples from wastewater treatment plants. This study analyzed samples collected from three distinct locations within the WWTP of Bens: untreated sewage, primary sludge, and secondary sludge. The sampling was conducted between April 2020 and February 2022. Bacterial isolation was achieved using MacConkey agar plates containing meropenem and mSuperCARBATM plates. Identification of isolation bacteria was carried through MALDI-TOF MS. Antimicrobial susceptibility testing was conducted on the selected bacterial isolates to evaluate their resistance to carbapenems. Multiplex PCR was performed on the DNA extracted from these isolates to detect the presence of carbapenemase genes, including blaNDM, blaKPC, blaGES, blaVIM, blaIMP, and blaOXA-48. Whole genome sequencing was carried out on selected isolates using Oxford Nanopore Technology, followed by detailed bioinformatics analysis. 30 Additionally, clinical bacterial isolate data were obtained from the University Hospital of A Coruña (CHUAC) in A Coruña, Galicia, Spain. A total of 706 bacterial strains were identified, comprising 27 species distributed across 10 different genera. These included Enterobacter (n = 224), Klebsiella (n = 163), Aeromonas (n = 143), Pseudomonas (n = 64), Kluyvera (n = 43), Citrobacter (n = 34), Stenotrophomonas (n = 15), Esherichia (n = 5), Raoultella (n = 5), and Acinetobacter (n = 3). Among 425 GNB strains selected for antimicrobial susceptibility testing, all exhibited resistance to carbapenem. Multiplex PCR analysis of 265 selected isolates revealed that 252 harbored carbapenemase genes, with blaKPC gene being the most common. Other carbapenemase genes identified in varying numbers included blaOXA-48, blaIMP, and blaGES, whereas blaNDM was absent from all tested isolates. Whole genome sequencing was conducted on 55 selected isolates. This revealed various clinically relevant sequence types and plasmids carrying distinct types of carbapenemase genes, including blaKPC-2, blaVIM-2, blaIMP-11, blaIMP-28, blaOXA-24, blaOXA-48, blaOXA-58, blaOXA-217, blaGES-5, and blaGES-6. The clinical isolate data revealed that carbapenemase genes were present, with blaOXA-48 being the most common. Other carbapenemase gens, such as blaVIM, blaKPC, blaNDM, and blaIMP, were also detected in varying frequencies. The blaKPC gene was identified for the first time in our hospital in June and July 2023, in three K. pneumoniae isolates and two C. freundii isolates. Wastewater surveillance serve as a valuable tool for monitoring antibiotic-resistant bacteria in the community. The detection of bacteria harboring carbapenemase genes in wastewater, followed by their identification in clinical setting, such as K. pneumoniae with the blaKPC gene, underscores the potential of wastewater surveillance as an early warning system for predicting future outbreaks in both hospitals and community. Comprehensive global research at WWTP is crucial to fully understand the global distribution and diversity of carbapenemase genes, which can inform early intervention strategies in clinical and community settings.

[es] La resistencia de las bacterias a los antibióticos, impulsada por adaptaciones que reducen la eficacia de los antibióticos, es una creciente crisis de salud pública. El aumento de la resistencia a los antibióticos, atribuido en gran medida al uso excesivo y inadecuado de estos, ha provocado la aparición de patógenos bacterianos resistentes difíciles de tratar y controlar, lo que contribuye a una mayor morbilidad y mortalidad. La resistencia a los carbapenémicos, una de las formas más críticas de resistencia a los antibióticos, plantea un grave desafío global porque limita gravemente las opciones de tratamiento para las infecciones causadas por estas bacterias altamente resistentes. La vigilancia y el control eficaces de la resistencia a los antibióticos requiere datos completos sobre su prevalencia. Es posible que los métodos tradicionales de vigilancia de la resistencia a los antibióticos, basados en muestras clínicas, no proporcionen una imagen completa de las tendencias de la resistencia dentro de una población. La vigilancia epidemiológica en las aguas residuales se ha propuesto como un método alternativo que puede ofrecer una visión más completa de los patrones de resistencia a los antibióticos dentro de una comunidad. Este enfoque puede ayudar a identificar y rastrear bacterias y genes emergentes resistentes a los antibióticos, proporcionando información sobre los riesgos ambientales y de salud pública. El objetivo de este estudio es investigar la prevalencia y distribución de genes de carbapenemasas en bacterias Gram-negativas en A Coruña, España, mediante el análisis de muestras de plantas depuradoras de aguas residuales. En este estudio se analizaron muestras recolectadas en tres ubicaciones distintas dentro de la EDAR de Bens: aguas residuales sin tratar, lodos primarios y lodos secundarios. El muestreo se realizó entre abril de 2020 y febrero de 2022. El aislamiento bacteriano se realizó utilizando placas de agar MacConkey que contenían meropenem y placas mSuperCARBATM. La identificación de las bacterias aisladas se realizó mediante MALDI-TOF MS. Se realizaron pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos en los aislados bacterianos seleccionados para evaluar su resistencia a los carbapenémicos. Se realizó una PCR múltiple del ADN extraído de estos aislados para detectar la presencia de genes de carbapenemasa, incluidos blaNDM, blaKPC, blaGES, blaVIM, blaIMP y blaOXA-48. Se 39 llevó a cabo la secuenciación del genoma completo de los aislados seleccionados utilizando la tecnología Oxford Nanopore, seguida de un análisis bioinformático. Además, se obtuvieron datos clínicos de aislados bacterianos del Hospital Universitario de A Coruña (CHUAC) en A Coruña, Galicia, España. Se identificaron un total de 706 cepas bacterianas, que comprenden 27 especies distribuidas en 10 géneros diferentes. Estos incluyeron Enterobacter (n = 224), Klebsiella (n = 163), Aeromonas (n = 143), Pseudomonas (n = 64), Kluyvera (n = 43), Citrobacter (n = 34), Stenotrophomonas (n = 15) , Esherichia (n = 5), Raoultella (n = 5) y Acinetobacter (n = 3). Entre las 425 cepas de GNB seleccionadas para las pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos, todas mostraron resistencia al carbapenem. El análisis por PCR múltiple de 265 aislados seleccionados reveló que 252 albergaban genes de carbapenemasa, siendo el gen blaKPC el más común. Otros genes de carbapenemasa identificados en un número variables incluyeron blaOXA-48, blaIMP y blaGES, mientras que blaNDM estuvo ausente en todos los aislados analizados. Se realizó la secuenciación del genoma completo en 55 aislamientos seleccionados. Esto reveló varios tipos de secuencias clínicamente relevantes y plásmidos que portaban distintos tipos de genes de carbapenemasas, incluidos blaKPC-2, blaVIM-2, blaIMP-11, blaIMP-28, blaOXA-24, blaOXA-48, blaOXA-58, blaOXA-217, blaGES. -5 y blaGES-6. En los aislados clínicos estaban presentes genes de carbapenemasa, siendo blaOXA-48 el más común. También se detectaron otros genes de carbapenemasas, como blaVIM, blaKPC, blaNDM y blaIMP, en diferentes frecuencias. El gen blaKPC fue identificado por primera vez en nuestro hospital en junio de 2023, en tres aislamientos de K. pneumoniae y dos de C. freundii. La vigilancia de las aguas residuales sirve como una herramienta valiosa para monitorizar bacterias resistentes a antibióticos en la comunidad. La detección de bacterias que albergan genes de carbapenemasas en aguas residuales, seguida de su identificación en entornos clínicos, como K. pneumoniae con el gen blaKPC, subraya el potencial de la vigilancia de aguas residuales como sistema de alerta temprana para predecir futuros brotes tanto en hospitales como en la comunidad. La investigación global integral en la EDAR es crucial para comprender completamente la distribución global y la diversidad de los genes de carbapenemasas, que pueden informar sobre estrategias de intervención temprana en entornos clínicos y comunitarios.