Caracterización de mecanismos de resistencia a carbapenémicos, integrones y tipificación molecular en cepas de Pseudomonas aeruginosa de diferentes orígenes

Resumen

El primer informe de la Organización Mundial de la Salud (Ginebra, 30 de abril de 2014) sobre la resistencia microbiana a los antibióticos pone de manifiesto la grave amenaza que supone este hecho para la salud pública en todo el mundo. Este problema no se limita al ámbito hospitalario sino que el uso e, incluso, el abuso de antibióticos en producción animal y en agricultura también ha ocasionado el incremento de la prevalencia de microorganismos resistentes a antibióticos en los distintos nichos ecológicos. Por ello, la actividad científica propuesta en esta tesis se centra en la especie bacteriana Pseudomonas aeruginosa, que es un importante patógeno oportunista causante de infecciones nosocomiales hospitalarias, que desarrolla fenotipos de multirresistencia a los antibióticos y que dada su gran versatilidad metabólica, presenta una extraordinaria habilidad para adaptarse a gran variedad de ambientes y nichos ecológicos (como suelos, aguas o alimentos). El primer objetivo de esta tesis fue estudiar la prevalencia de Pseudomonas spp. en muestras fecales de personas sanas y de caballos sanos y en alimentos, así como analizar el fenotipo de resistencia a antibióticos en dichos aislados. Entre las muestras de personas sanas se detectó un 8,2% de P. aeruginosa totalmente sensibles a los antibióticos anti-pseudomónicos testados; mientras que en ninguna de las muestras de caballos sanos se detectó esta bacteria. Se aislaron 8 especies diferentes de Pseudomonas spp. en el 12,4% de las muestras de alimentos, predominando las especies P. aeruginosa (25% de los aislados) y P. putida (25%). Cabe destacar entre los aislados de alimentos, la elevada resistencia a ticarcilina (85%) y el hallazgo de dos cepas resistentes a imipenem en una misma muestra de pimiento. El análisis de los mecanismos de resistencia a carbapenémicos, la presencia de integrones y la tipificación molecular de los aislados fueron también objetivos de esta tesis. Se observó la ausencia de metalo-beta-lactamasas y un gran polimorfismo en la porina OprD de los aislados de P. aeruginosa no clínicos. La diversidad de mutaciones no se asoció con la resistencia a carbapenémicos; sin embargo, la presencia de una nueva secuencia de inserción, ISPa47, truncando el gen oprD de una cepa alimentaria justificó su resistencia a imipenem. Se detectó una alta variedad de secuencias tipo en las cepas de P. aeruginosa no clínicas, siendo tres de ellas nuevas (ST1059, ST1455 y ST1456), y en algunos casos, asociadas a líneas genéticas de amplia diseminación hospitalaria (como ST253). El segundo objetivo de esta tesis fue caracterizar los mecanismos de resistencia y la tipificación molecular en 214 aislados de P. aeruginosa resistentes a carbapenémicos recogidos en el Hospital San Pedro de Logroño (HSP, 2008-2011) y el Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza (HCULB, 2008-2010). Tras seleccionar una cepa por paciente y con perfil de bandas de PFGE diferente, las 148 cepas incluidas, pertenecientes a 140 pacientes, mostraban fenotipos de multirresistencia y se apreciaba una asociación de resistencia entre carbapenémicos, aminoglucósidos y fluoroquinolonas. No se detectaron cepas portadoras de metalo-beta-lactamasas (MBL) en el HSP; sin embargo, el 49% de las cepas de P. aeruginosa del HCULB mostraron fenotipo MBL. En las cepas de ambos hospitales se observó una elevada presencia de integrotes de clase 1 (67% en HSP y 75% en HCULB); aunque se encontró una mayor diversidad y variabilidad de estructuras en los aislados de HCULB. Entre las 14 estructuras diferentes detectadas, todas excepto una, portaban genes de resistencia a aminoglucósidos. El gen blaVIM-2 se detectó en todas las cepas MBL-positivas localizado dentro de cuatro estructuras diferentes de integrón de clase 1. Respecto al análisis de la proteína OprD en las cepas clínicas, también se observó un gran polimorfismo; pero destaca que más del 50% de las cepas presentaban un codon de finalización prematuro, y en cuatro cepas el gen oprD estaba truncado por diferentes secuencias de inserción (ISPa1328, ISPsp4, ISPpu21 e ISPa45, siendo esta última descrita por primera vez en este trabajo). El estudio de MLST realizado en las cepas clínicas integrón-positivas, revela su agrupación en pocas secuencias tipo donde los clones de alto riesgo ST175 y ST235 son predominantes. El tercer objetivo fue analizar la localización cromosómica o plasmídica del gen blaVIM-2 y determinar la estabilidad de la resistencia a carbapenémicos. Aunque en 11 cepas se pudo determinar la asociación del integrón portador del gen blaVIM-2 en la estructura del transposón Tn21, todas ellas mostraron una localización cromosómica del gen. Por último, los integrones portadores del gen blaVIM-2 y la proteína OprD de cuatro cepas P. aeruginosa seleccionadas (3 cepas portadoras del gen blaVIM-2 y una con el gen oprD truncado por ISPa45), presentaron alta estabilidad tras crecimiento de 100 días en ausencia de presión antibiótica.