Abstract Carbapenem resistance in Gram-negative bacteria is an ongoing public-health problem of global dimensions leaving very few treatment options for severely infected patients. This study focuses on the dissemination of plasmid-borne carbapenemase genes in Gram-negative bacteria in Tamil Nadu, India. A total of 151 non-repetitive isolates belonging to 11 genera were collected from a diagnostic center in Tamil Nadu. E. coli (n=57) isolates were classified as, Enteropathogenic (n=12), Enteroaggregative (n=9), Enterohemorrhagic (n=8), Enterotoxigenic (n=3), Enteroinvasive (n=1) and unclassified E. coli (n=24). Of the 45 Klebsiella species, 14 were K1 whereas 11 were K2 serotype and in 20 Klebsiella serotype could not be determined. Other isolates (n=49) consisted of P. aeruginosa , S. typhi , E. cloacae , A. baumannii , S. marcescens , A. xylosoxidans , P. mirabilis and E. meningoseptica . Of the 151 isolates, 71% (n=107) and 68% (n=103) were found to be resistant to meropenem and imipenem respectively. The most prevalent beta-lactamase gene was bla NDM-1 (21%, 12/57) followed by bla OXA-181 (16%, 9/57), bla GES-9 (n=8), bla OXA-23 (n=7), bla IMP-1 (n=3), bla GES-1 (n=11) and bla OXA-51 (n=9). The unusual presence of bla OXA-23 was seen in E. coli (n=4), and bla OXA-23 and bla OXA-51 (IncA/C) in K. pneumoniae (n=3). Plasmid incompatibility (inc/rep) typing results showed that the plasmids carrying resistance genes (n=11) belonged to IncX, IncA/C, IncFIA-FIB and IncFIIA groups. E. coli and K. pneumoniae were able to transfer plasmid-borne carbapenemase via conjugation. This study highlights the prevalence of carbapenem resistance and the acquisition of plasmid-borne carbapenemase genes in Gram-negative bacteria highlighting the role of plasmid transfer in disseminating resistance.

Reference and type strains of well-known bacteria have been a cornerstone of microbiology research for decades. The sharing of well-characterised isolates between laboratories has parallelised research efforts and enhanced the reproducibility of experiments, leading to a wealth of knowledge about trait variation in different species and the genetics that underpins it. Campylobacter jejuni strain NCTC11168, deposited at the National Collection of Type Cultures in 1977, has been widely adopted as a reference strain by researchers worldwide and was the first Campylobacter for which the complete genome was published (in 2000). In this study, we collected 23 C. jejuni NCTC11168 reference isolates from laboratories across the UK and compared variation in simple laboratory phenotypes with genetic variation in sequenced genomes. Putatively identical isolates previously identified to have aberrant phenotypes varied by up to 281 SNPs (in 15 genes) compared to the most recent reference strain. Isolates also display considerable phenotype variation in motility, morphology, growth at 37oC, invasion of chicken and human cell lines and susceptibility to ampicillin. This study provides evidence of ongoing evolutionary change among C. jejuni isolates as they are cultured in different laboratories and highlights the need for careful consideration of genetic variation within laboratory reference strains.

Whole genome sequence (WGS) data could transform our ability to attribute individuals to source populations. However, methods that effectively mine these data are yet to be developed. We present a minimal multilocus distance (MMD) method which rapidly deals with these large data sets as well as methods for optimally selecting loci. This was applied on WGS data to determine the source of human campylobacteriosis, the geographical origin of diverse biological species including humans and proteomic data to classify breast cancer tumours. The MMD method provides a highly accurate attribution which is computationally efficient for extended genotypes. These methods are generic, easy to implement for WGS and proteomic data and have wide application.

Escherichia coli is a gram-negative commensal bacterium living in human and animal intestines. Its pathogenic strains lead to high morbidity and mortality, which can adversely affect people by causing urinary tract infections, food poisoning, septic shock, or meningitis. Humans can contract E. coli by eating contaminated food—such as raw or undercooked raw milk, meat products, and fresh produce sold in open markets—as well as by coming into contact with contaminated settings like wastewater, municipal water, soil, and faeces. Some pathogenic strains identified in Nigeria, include Enterohemorrhagic (Verotoxigenic), Enterotoxigenic, Enteropathogenic, Enteroinvasive, and Enteroaggregative E. coli. This causes acute watery or bloody diarrhoea, stomach cramps, and vomiting. Apart from the virulence profile of E. coli, antibiotic resistance mechanisms such as the presence of blaCTX-M found in humans, animals, and environmental isolates are of great importance and require surveillance and monitoring for emerging threats in resource-limited countries. This review is aimed at understanding the underlying mechanisms of evolution and antibiotic resistance in E. coli in Nigeria and highlights the use of improving One Health approaches to combat the problem of emerging infectious diseases.