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Amenaza en aumento de la resistencia a Campylobacter en España

Un estudio revela altas tasas de resistencia a antibióticos en cepas de Campylobacter jejuni de España.

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Campylobacter es una de las principales causas de diarrea bacteriana en el mundo, causando más de 95 millones de casos y alrededor de 20,000 muertes al año. Aunque muchas infecciones se resuelven sin tratamiento, pueden ocurrir casos severos, resultando en problemas de salud graves como infecciones en la sangre, dolor en las articulaciones, infecciones en el corazón, o una condición rara llamada síndrome de Guillain–Barré, que afecta el sistema nervioso. La Organización Mundial de la Salud ha señalado a Campylobacter como un patógeno clave, indicando la necesidad de investigar y desarrollar nuevos antibióticos, especialmente por su creciente resistencia a medicamentos comúnmente usados como los fluoroquinolonas.

En Europa, España tiene la tasa más alta de resistencia a dos antibióticos-ciprofloxacino y eritromicina-entre las cepas humanas de Campylobacter. Esta situación genera preocupación por la salud pública y las opciones de tratamiento.

Entendiendo la Resistencia a los antibióticos

La resistencia a los antibióticos en Campylobacter surge principalmente de cambios genéticos. Una mutación específica en el gen gyrA es una de las principales razones para la resistencia al ciprofloxacino. Otras formas de resistencia ocurren debido a varios genes que permiten a las bacterias resistir los efectos de diferentes antibióticos. Por ejemplo, el gen tet(O) resulta en resistencia a la tetraciclina, mientras que la resistencia a macrólidos-como la eritromicina-proviene de cambios en el gen del ARN ribosomal y la presencia de otro gen llamado erm(B). También hay un gen específico, blaOXA-61, que causa resistencia contra los antibióticos beta-lactámicos.

Los investigadores han identificado enzimas en las bacterias que modifican ciertos antibióticos, contribuyendo a la resistencia. Además, las bombas de eflujo de antibióticos, que son proteínas que ayudan a las bacterias a expulsar antibióticos, también juegan un papel en permitir que estos organismos sobrevivan al tratamiento. Un nuevo tipo de bomba descrito llamado RE-CmeABC se ha relacionado con altos niveles de resistencia en algunas cepas humanas de Campylobacter.

Patogenicidad y Mecanismos de Infección

No se conocen completamente las formas exactas en que Campylobacter causa enfermedad. Se han identificado múltiples genes relacionados con movimiento, daño celular, invasión y respuesta al estrés, lo que sugiere sus roles en cómo las bacterias infectan a un huésped. Se sospecha que algunos genes específicos están involucrados en condiciones como el síndrome de Guillain–Barré.

Uso de la Secuenciación del Genoma Completo

La tecnología de secuenciación de genoma completo (WGS) ha mejorado nuestra capacidad para estudiar bacterias como Campylobacter, permitiendo la identificación precisa de variaciones genéticas y conexiones entre diferentes cepas. Esta tecnología ha demostrado ser más efectiva que métodos anteriores para distinguir entre cepas y entender sus relaciones. Sin embargo, la cantidad de datos genéticos disponibles para los aislados de Campylobacter de Europa, especialmente de España, sigue siendo limitada.

Objetivo del Estudio

Este estudio tenía como objetivo analizar las características de 114 aislados de Campylobacter jejuni recolectados de pacientes en el sur de España. Usando WGS, los investigadores buscaron obtener más información sobre los patrones de resistencia a los antibióticos, factores de virulencia y Datos Epidemiológicos relacionados con estas bacterias. Esta información es crucial para entender cómo Campylobacter representa una amenaza para la salud pública.

Recolección y Pruebas de Muestra

Las muestras del estudio se tomaron de pacientes con diarrea entre octubre de 2020 y junio de 2023. Las muestras de heces recolectadas fueron procesadas en un laboratorio del hospital, donde se cultivaron bajo condiciones específicas para fomentar el crecimiento de Campylobacter. Se confirmó la identidad de las bacterias usando técnicas de espectrometría de masas.

Pruebas de Susceptibilidad Antimicrobiana

Las pruebas para ver cómo respondieron las bacterias a los antibióticos se realizaron siguiendo pautas específicas. Los antibióticos probados incluyeron ciprofloxacino, eritromicina y tetraciclina. Los resultados mostraron que un alto porcentaje de aislados eran resistentes al ciprofloxacino (90.3%) y a la tetraciclina (66.7%), mientras que la resistencia a la eritromicina fue relativamente baja (0.88%).

Entre los aislados probados, alrededor de una cuarta parte mostró resistencia a al menos un antibiótico, mientras que más de dos tercios fueron resistentes a al menos dos. El perfil de resistencia más común se encontró contra ciprofloxacino y tetraciclina.

Secuenciación del Genoma Completo y Análisis

El proceso de extracción y secuenciación del ADN bacteriano permitió a los investigadores analizar las características de los aislados en detalle. Un software avanzado ayudó a evaluar la calidad de las secuencias de ADN obtenidas. Este análisis proporcionó información valiosa sobre la composición genética de los aislados de Campylobacter.

Análisis Clonal y Filogenético

Los investigadores determinaron varios perfiles genéticos y cómo se relacionan estos aislados entre sí. Se identificó una variedad de tipos genéticos, siendo los complejos clonales más comunes CC-21, CC-206 y CC-353. Los datos mostraron que muchas cepas se agruparon según similitudes genéticas, con patrones específicos observados en muestras de diferentes años y ubicaciones.

Identificación de Factores de Virulencia

Se evaluaron varios factores que podrían contribuir a la capacidad de las bacterias para causar enfermedad. Notablemente, se encontraron factores de virulencia comunes asociados con adhesión celular, invasión y producción de toxinas en todos los aislados probados. Algunas cepas contenían genes vinculados al síndrome de Guillain–Barré, mientras que ninguna mostró signos de otros factores de virulencia.

Reconocimiento de Marcadores de Resistencia

Se identificaron numerosos marcadores de resistencia entre los aislados. Muchos contenían mutaciones en el gen gyrA, que son cruciales para la resistencia al ciprofloxacino. Se encontró el gen tet(O) en un número significativo de aislados, indicando resistencia a la tetraciclina. Además, también se detectaron genes asociados con aminoglucósidos y un operón específico relacionado con las bombas de eflujo, lo que mejora la comprensión de los mecanismos de resistencia en estas bacterias.

Correlación entre Resistencia y Marcadores Genéticos

El estudio investigó cuán bien se alineaban los patrones de resistencia observados con los datos genéticos obtenidos. Se observó una fuerte correlación para ciprofloxacino y tetraciclina, indicando que la presencia de genes de resistencia específicos coincidía con el comportamiento resistente de los aislados. Curiosamente, un aislado era resistente a la eritromicina a pesar de no tener los marcadores genéticos esperados, destacando la complejidad de los mecanismos de resistencia en juego.

Resumen de Hallazgos

Esta investigación proporcionó información vital sobre las características de las cepas de Campylobacter jejuni en España, destacando altas tasas de resistencia y diversos perfiles genéticos. Los hallazgos contribuyen a la creación de una base de datos destinada a monitorear más eficazmente las amenazas a la salud pública. Entender la relación entre las cepas humanas, animales y ambientales de Campylobacter es importante para implementar el enfoque de "Una Salud", que reconoce que la salud humana está conectada con la salud de los animales y el medio ambiente.

Conclusión

Los datos generados por este estudio son esenciales para informar estrategias de salud pública y responder a los desafíos que plantea Campylobacter. Los hallazgos subrayan la necesidad de vigilancia continua y más investigaciones para combatir la creciente resistencia y patogenicidad de este importante patógeno bacteriano.

Fuente original

Título: Genotypic Characterization and Antimicrobial Susceptibility of Human Campylobacter jejuni Isolates in Southern Spain

Resumen: Campylobacter jejuni is the main cause of bacterial gastroenteritis and a public health problem worldwide. Little information is available on the genotypic characteristics of human Campylobacter jejuni in Spain. This study is based on an analysis of the resistome, virulome and phylogenetic relationship, antibiogram prediction and antimicrobial susceptibility of 114 human isolates of C. jejuni from a tertiary hospital in southern Spain from October 2020 to June 2023. The isolates were sequenced using Illumina technology, and bioinformatic analysis was subsequently performed. The susceptibility of C. jejuni isolates to ciprofloxacin, tetracycline, and erythromycin was tested. A high resistance rate was obtained for ciprofloxacin (90.6%) and tetracycline (66.7%), and a low resistance rate for erythromycin (0.85%) was detected among the C. jejuni isolates. CC-21 (n=23), ST-572 (n = 13) and ST-6532 (n=13) were the most prevalent clonal complexes (CCs) and sequence types (STs). Concerning the virulome, the cadF, ciaB, and cdtABC genes were detected in all the isolates. A prevalence of 20.1% was obtained for the genes wlaN and cstIII, which are related to the pathogenesis of Guillain-Barre syndrome (GBS). The prevalence of the main antimicrobial resistance markers detected were cmeABC (92.1%), RE-cmeABC (7.9%), the T86I substitution in gyrA (88.9%), blaOXA-61 (72.6%), tet(O) (65.8%) and ant(6)-Ia (17.1%). High antibiogram prediction rates (>97%) were obtained except for the erythromycin-resistant phenotype. This study contributes significantly to the knowledge of Campylobacter jejuni genomics for the prevention, treatment and control of infections caused by this pathogen, which is relevant to public health. ImportanceDespite being the pathogen with the greatest number of gastroenteritis cases worldwide, Campylobacter jejuni remains a poorly studied microorganism. The development of whole-genome sequencing (WGS) techniques has led to a better understanding of the genotypic characteristics of this pathogen. These techniques complement the data obtained from the phenotypic analysis of C. jejuni isolates. The zoonotic transmission of C. jejuni through the consumption of contaminated poultry implies approaching the study of this pathogen through the term "One Health." This is the first study, using WGS, conducted on human isolates of C. jejuni in Spain to date, which allows comparison of the results obtained with similar studies conducted in other countries and with animal and environmental isolates.

Autores: Fatima Galan-Sanchez, P. Fernandez-Palacios, C. S. Casimiro-Soriguer, E. Jurado-Tarifa, F. Arroyo, M. Lara, J. A. Chaves, J. Dopazo, M. A. Rodriguez-Iglesias

Última actualización: 2024-04-19 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.17.589908

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.17.589908.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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