Las bacterias resistentes a los medicamentos se están convirtiendo en armas de una herramienta genética antimicrobiana

Las bacterias resistentes a los medicamentos se están convirtiendo en armas de una herramienta genética antimicrobiana

Una cepa de bacteria resistente a los medicamentos que se ha adaptado a los entornos de salud en los últimos años para convertir en arma una herramienta genética antimicrobiana, eliminando a sus primos y reemplazándolos como cepa dominante. Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh hicieron el descubrimiento mientras combinaban datos de hospitales locales y luego confirmaron que se trataba de un fenómeno global.

El hallazgo, publicado hoy enNaturmikrobiologiePuede ser el impulso para nuevos enfoques para desarrollar terapias contra algunas de las bacterias más mortales del mundo. También valida un nuevo uso de un sistema desarrollado en Pitt y UPMC que combina la secuenciación genómica con algoritmos informáticos para detectar rápidamente brotes de enfermedades infecciosas.

Nuestro laboratorio tiene un asiento en primera fila para ver el desfile de patógenos que se mueven por el entorno hospitalario. Y cuando dimos un paso atrás y nos alejamos, rápidamente se hizo evidente que se estaban produciendo grandes cambios con una de las bacterias más difíciles del mundo. “

Daria van Tyne, Ph.D.,, Autor principal,Profesor asociado de medicina en la División de Enfermedades Infecciosas de Pitt

El Sistema Avanzado de Detección de Atención Médica (EDS-HAS) analiza las firmas genéticas de infecciones en pacientes hospitalizados y los patrones FLAGS, lo que permite a los médicos intervenir y detener posibles brotes en tiempo real. Pero la autora principal Emma Mills, estudiante de posgrado en microbiología e inmunología en el laboratorio de Van Tyne, se dio cuenta de que Eds-Hat también era un tesoro de información histórica detallada que podría informarle sobre la evolución de las bacterias a lo largo del tiempo.

Mills se centró en los resistentes a la vancomicinaenterococo faecium(VREFM), llamado así porque no se puede erradicar con el popular antibiótico vancomicina. Vrefm mata alrededor del 40% de las personas que infecta y es una plaga particular para los pacientes inmunocomprometidos y hospitalizados.

Después de analizar las secuencias del genoma de 710 muestras de infección por VREFM de pacientes hospitalarios, Mills descubrió que la diversidad de cepas de VREFM oscilaba entre unos ocho tipos distribuidos de manera bastante uniforme hasta dos cepas dominantes, en 2018, desde finales de 2022, en cuatro años, en cuatro años, en cuatro años, en cuatro años.

Tras una inspección más cercana, Mills descubrió que las cepas dominantes habían adquirido la capacidad de producir una bacteriocina, que es un antimicrobiano que las bacterias utilizan para matarse o inhibirse entre sí. Tenían esta nueva capacidad de destruir las otras cepas de VREFM con armas y les proporcionaron acceso ilimitado a nutrientes para una reproducción más fácil.

Esto despertó aún más la curiosidad de Mills: si esto estaba sucediendo en el hospital local, ¿ocurría en otro lugar? Ninguna publicación de investigación anterior había examinado la posibilidad de que se tratara de un fenómeno global. Por lo tanto, consultó una biblioteca disponible públicamente de más de 15.000 genomas VREFM recolectados en todo el mundo entre 2002 y 2022. Efectivamente, lo que observó localmente también estaba sucediendo en todo el mundo.

"Este fue un descubrimiento completamente inesperado; me sorprendió ver una señal tan dramática", dijo Mills. “Una vez que estas cepas están en un entorno institucional como un hospital y se comparan con otras cepas de ERV en el intestino de un paciente, toman el control.

Van Tyne dijo que el hallazgo no tiene implicaciones clínicas inmediatas: no parece que los VREFM que contienen bacteriocina enfermen más a los pacientes que sus predecesores. Sin embargo, podría señalar posibles vías para desarrollar nuevas terapias.

"La diversidad de la población de ERV parece estar reduciéndose a partir de muchos tipos diferentes que causan pocas infecciones. Esto significa que pronto tendremos un solo objetivo para el cual se puedan diseñar terapias como antibióticos o terapia con fagos", dijo Van Tyne. "También sugiere que las bacterioquinas son muy poderosas y que podemos convertirlas en armas para nuestros propios fines".

Otros autores del estudio incluyen a Katharine Hewlett, Alexander B. Smith, Ph.D., y Joseph P. Zackular, Ph.D., del Children's Hospital of Philadelphia; y Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr.Ph, y Lee H. Harrison, MD, de Pitt.

Esta investigación fue financiada por las subvenciones R01AI165519, R01AI127472 y R35GM138369 de los Institutos Nacionales de Salud.

Fuentes: