Imagen de placas de cultivo con cepas clínicas de 'Klebsiella pneumoniae'. - CNB-CSIC
MADRID 13 Mar. (EUROPA PRESS) -
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha liderado un estudio en el que se ha identificado un nuevo mecanismo por el que los plásmidos pueden tener un papel más activo de lo que se pensaba en la evolución de la resistencia a los antibióticos, acelerando su aparición.
Los plásmidos son moléculas de ADN circular extracromosómico presentes en las bacterias conocidos por contener genes que producen resistencia frente a antibióticos concretos y por transferirse de manera fácil entre bacterias.
El estudio, publicado en 'Nature Microbiology', muestra que el plásmido conjugativo pOXA-48 puede acelerar la aparición de resistencias al favorecer la inactivación de genes bacterianos mediante secuencias de inserción (IS), pequeños fragmentos de ADN capaces de moverse dentro del genoma.
Los resultados indican que los plásmidos conjugativos no solo contribuyen a la resistencia antimicrobiana al transportar genes que puedan conferir resistencia 'per se', sino que también favorecen la evolución de la resistencia al facilitar la inactivación de genes propios de la bacteria que conllevan la aparición de resistencias.
Desde el CSIC han destacado las implicaciones clínicas que tiene este hallazgo, sobre todo en lo relativo a las infecciones causadas por bacterias multirresistentes, frente a las que hay opciones terapéuticas cada vez más limitadas. Comprender estos mecanismos puede ayudar a mejorar la vigilancia genómica y a anticipar la aparición de nuevas resistencias en entornos hospitalarios.
PLÁSMIDO POXA-48
El plásmido pOXA-48 tiene gran interés clínico porque confiere resistencia a los antibióticos carbapenémicos, de último recurso en el ámbito hospitalario. Por tanto, pOXA-48 contribuye a la resistencia de patógenos comunes, como 'Escherichia coli' y 'Klebsiella pneumoniae', responsables de infecciones asociadas a la estancia en hospitales y otros centros sanitarios.
Además de portar un gen de resistencia, pOXA-48 contiene dos copias de un elemento móvil de ADN llamado IS1. "Durante la investigación hemos identificado que estas secuencias pueden saltar desde pOXA-48 e insertarse en genes del cromosoma bacteriano, lo que inactiva su función, facilitando la aparición de nuevos fenotipos de resistencia, es decir, distintas maneras en que la bacteria deja de ser sensible a los antibióticos", ha detallado Álvaro San Millán, uno de los líderes del proyecto e investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC).
Mediante ensayos de laboratorio con cepas clínicas de 'Klebsiella pneumoniae', el equipo de investigación observó que las bacterias portadoras de pOXA-48 desarrollaban resistencia a la colistina, un antibiótico de último recurso, con mayor frecuencia que aquellas sin el plásmido. Este efecto desaparecía cuando se eliminaban las secuencias IS1 del plásmido, lo que confirma su papel clave en el proceso.
"Con nuestro modelo de 'Klebsiella pneumoniae' y pOXA-48, lo que hemos visto en este trabajo es que bacterias de altísima relevancia clínica pueden adquirir resistencia a varios antibióticos en un solo paso, tras la adquisición por conjugación del plásmido seguido del salto de las Secuencias de Inserción", ha señalado el investigador de la Universidad Autónoma de Madrid Alfonso Santos López, colíder del proyecto.
En un análisis genómico de las bacterias resistentes, se comprobó que muchas habían sufrido la inactivación de genes implicados en la sensibilidad a antibióticos, como mgrB, mediante la inserción de IS1. Este mecanismo favoreció la aparición de resistencias a otros antibióticos, como ciprofloxacina, cloranfenicol y kanamicina, a través de la interrupción de genes relacionados con la permeabilidad de la membrana o con sistemas de expulsión de antibióticos.
Para evaluar si este fenómeno se extiende fuera del sistema experimental, el estudio incluyó el análisis de más de 50.000 genomas bacterianos disponibles en bases de datos públicos. "El análisis mostró que la inactivación de genes asociados a la resistencia mediante elementos IS es un mecanismo frecuente", ha precisado la investigadora del CSIC en el CNB Paloma Rodera-Fernández, quien ha añadido que la probabilidad era mayor cuando las IS estaban codificadas en plásmidos y no en el cromosoma bacteriano.
El estudio se completó mediante un modelo computacional generado en la Universidad Nacional Autónoma de Madrid (UNAM), que simuló cómo los plásmidos conjugativos se propagan entre bacterias dentro de comunidades bacterianas bajo presión de antibióticos, y como esta propagación facilita la evolución de resistencia mediada por el movimiento de las secuencias de inserción.
De este modo, encontraron que, a medida que el plásmido se disemina en poblaciones bacterianas, las mutaciones mediadas por IS se vuelven predominantes, acelerando la evolución de la resistencia.
