Epidemiología molecular de Staphylococcus spp. desde un enfoque One Healthgenes emergentes e inusuales de resistencia a antibióticos y de virulencia

Resumen

La salud humana, animal y ambiental están interconectadas, ya que todas ellas contribuyen a la emergencia, evolución y diseminación de la resistencia a los antibióticos. Por lo tanto, este problema debe ser abordado desde un enfoque “One Health”. Staphylococcus spp., tanto coagulasa positivo (SCoP) como coagulasa negativo (SCoN), son bacterias comensales de la piel y mucosas de humanos y animales sanos, pero también pueden actuar como patógenos oportunistas, causando infecciones de diversa severidad. El objetivo de esta tesis fue analizar la frecuencia y diversidad de especies, y realizar la caracterización molecular de Staphylococcus spp. de diversos orígenes, incluyendo animales y medio ambiente, con especial atención a genes de resistencia a antibióticos y de virulencia emergentes o inusuales. Se caracterizaron las cepas de Staphylococcus spp. aisladas de muestras traqueales de 242 aves silvestres. Se detectó SCoP en el 8,3% de las aves estudiadas, y los aislados fueron identificados como S. aureus (n=9) y S. delphini (n=12). La gran mayoría de los S. aureus (n=7) fueron resistentes a meticilina (SARM), mecC positivos y del linaje CC130, pero se identificó también una cepa portadora del gen mecA perteneciente al CC398. El gen de virulencia etd2 estuvo presente todas las cepas SARM-mecC, y el clúster de evasión del sistema inmune humano (IEC) tipo-E se identificó en dos de ellas. Las cepas S. delphini fueron sensibles a meticilina, pero todas mostraron resistencia al menos a uno de los antibióticos analizados, con tasas altas de resistencia a penicilina (75%) y tetraciclina (58%). Todos los aislados S. delphini portaban los genes de virulencia lukS-I, siet, y se-int. El 60% de las aves estudiadas eran portadoras de SCoN, y se recuperaron 173 cepas que pertenecían a 11 especies diferentes, con predominancia de S. sciuri (68,2%) y S. lentus (14,5%). El 34% de los SCoN mostraron un fenotipo de multiresistencia y se detectaron 42 cepas resistentes a meticilina (SCoNRM), portadoras del gen mecA. Dos cepas S. sciuri albergaban el gen de virulencia tst. Se analizaron 72 cepas de Staphylococcus aisladas de muestras ambientales (aire y tanque de purines) de dos granjas porcinas, con producción intensiva (PI) y semiextensiva (PSE). Se aislaron cuatro cepas SARM y S. aureus sensible a meticilina (SASM) del linaje CC398, de las muestras de aire de la granja PI. Respecto a los SCoN, 59 de las 68 cepas obtenidas (80%) fueron multiresistentes, y ocho cepas fueron SCoNRM, portadores del gen mecA. Las tasas de resistencia a 5 familias de antibióticos fueron significativamente más altas entre los aislados SCoN de la granja PI que en los de la granja PSE. Se identificó una cepa S. simulans portadora de los genes de la leucocidina de Panton-Valentine (LPV) y tres cepas S. cohnii que albergaban el gen de virulencia eta. Dos cepas S. equroum o S. arlettae aisladas de la granja PI fueron resistentes a linezolid, y potaban portadoras el gen cfr. Se investigaron las líneas genéticas y los genes de virulencia y de resistencia a antibióticos 56 SCoP aislados de animales con signos de infección (cerdos y animales de compañía). Entre las cepas obtenidas de cerdos enfermos (23 S. aureus), se detectaron mayoritariamente cepas SARM-CC398, pero también otros clones asociados a ganado como SARM-CC9, siendo en su mayoría cepas multiresistentes (91%). Una cepa SARM CC398 resistente a linezolid de origen porcino portaba el gen cfr, colocalizado con fexA en una variante del Tn558. Entre las cepas de animales de compañía (cinco S. aureus y 28 S. pseudintermedius) se detectaron nueve cepas resistentes a meticilina mecA positivas y entre las ocho cepas de S. pseudintermedius resistentes a meticilina se identificaron los clones epidémicos ST71, ST68 y ST258. Las cepas S. pseudintermedius presentaron altas tasas de resistencia a penicilina, tetraciclina y trimetoprim-sulfametoxazol (>50%), y todas ellas contenían los genes de virulencia siet, se-int y lukS/F-I. Entre las cinco cepas S. aureus se detectó una cepa SARM del linaje CC398 y cepas SASM de líneas genéticas asociadas a humanos (CC22 y CC5), portadoras de los genes de la LPV y el IEC; también se identificó una cepa SASM con un posible origen equino portadora de los genes lukPQ y scneq. Por último, se realizó un estudio comparativo de los mecanismos de resistencia a linezolid en las cepas de origen animal y ambiental, con los presentes en muestras de origen clínico procedentes de distintos hospitales españoles. El gen cfr se detectó en dos cepas clínicas SARM portadoras del gen mecA: 1) una cepa SARM-CC398, aislada de una muestra nasal de un granjero, con los genes cfr y fexA localizados en una variante del transposón Tn558; 2) una cepa SARM, de una muestra faríngea, en la que se identificó el gen cfr junto con fexA en un plásmido conjugativo de 38864 pb. En el resto de las cepas clínicas (1 SASM Y 17 SCoN) la resistencia a linezolid estuvo mediada por mutaciones puntuales en el ARNr 23S (G2576T o C2534T) y/o cambios aminoacídicos en las proteínas ribosomales L3 y L4. Esta tesis supone una aproximación One Health para entender la dinámica poblacional de Staphylococcus spp., así como el flujo de genes de resistencia y de virulencia, y la interacción de las bacterias de este género en los ámbitos humano, animal y ambiental.