Líneas genéticas, virulencia y resistencia a antibióticos en Staphylococcus aureus de diferentes orígenesAnálisis de marcadores de adaptación al huésped y comportamiento en Caenorhabditis elegans

Resumen

Staphylococcus aureus forma parte de la microbiota normal nasofaríngea e intestinal del ser humano y de muchos animales; sin embargo, también es un importante patógeno oportunista, estando involucrado en numerosas infecciones nosocomiales y comunitarias. Por otro lado, este microorganismo posee una gran capacidad para adquirir determinantes de resistencia a antibióticos y factores de virulencia, estando algunos de ellos implicados de manera directa en intoxicaciones alimentarias. La evidencia de su gran ubicuidad y su capacidad para interactuar en sus diferentes nichos naturales mediante zoonosis o antropozoonosis, hacen necesaria la realización de estudios genéticos que determinen la estructura poblacional de este microorganismo en diferentes ambientes, patologías y nichos biológicos, con el fin de llevar a cabo un seguimiento epidemiológico y molecular de las líneas genéticas predominantes y tratar de acotar las características de los diferentes clones. Para ello se han llevado a cabo varios estudios en esta tesis que se han vertebrado en tres cuestiones fundamentales: S. aureus en el ámbito clínico y comunitario, S. aureus en el ámbito alimentario y nutricional y la posible interrelación con el ecosistema animal. Para ello se ha realizado la caracterización de mecanismos de resistencia y de los determinantes de virulencia y el tipado molecular de las cepas de S. aureus de los diferentes orígenes, así como un ensayo de patogenicidad en el modelo animal C. elegans. En primer lugar se analizaron las líneas genéticas de los 144 aislados SARM obtenidos en el Hospital RV-Z en el periodo 2007-2011. Se evidenció la hegemonía del complejo clonal CC5, detectado en el 80% de los aislados SARM. Por otro lado, destaca la línea genética t067- ST125/CC5, especialmente en aislamientos de carácter más invasivo (hemocultivos, 66,7%), y en menor frecuencia en los de otros orígenes (37,1%). Dicha línea genética presentó un alto contenido en genes de resistencia y en general se asoció al IEC tipo F. En el 9% de los aislados SARM de detectó la línea genética ST228, y en su mayor parte fueron tipados como t109 e IEC tipo D, presentando resistencia a mupirocina. Posteriormente, se caracterizaron cepas clínicas de S. aureus implicadas en patologías específicas como la dermatitis atópica (DA) en pacientes pediátricos o la forunculosis recurrente. En las muestras cutáneas y nasales de pacientes con DA se detectaron cepas SASM, siendo el 25% de las mismas del complejo clonal CC30, en su mayor parte portadoras del gen tsst-1. Este complejo clonal CC30, en su variante SARM y con presencia del gen pvl, fue detectado en el caso de forunculosis recurrente familiar. El siguiente objetivo fue determinar si la resistencia a la tetraciclina (TETR) era un buen marcador de la línea genética CC398 en aislados SARM y asimismo si el contacto con animales de granja era un factor de riesgo de colonización y/o infección por SARM-CC398. Para ello, se caracterizaron todos los aislados clínicos SARM-TETR obtenidos en el Hospital UMS-Z durante el periodo 2011-2012 (n=98) y se realizó encuesta epidemiológica de los pacientes. El 60,2% de las cepas SARM-TETR fueron adscritas al complejo clonal CC398. Se observaron diferencias significativas en la prevalencia de CC398 en los pacientes que indicaron tener contacto con animales de granja (76%), en relación con los que no referían dicho contacto (50%) (p>0,05). Esto demuestra que la tetraciclina es un buen marcador de detección de dicha línea genética, que el contacto con animales de granja es un factor de riesgo de colonización/infección y que la transferencia humano-humano puede estar también ocurriendo. A partir de otros estudios epidemiológicos complementarios llevados a cabo en esta tesis, en exgranjeros o personal con exposición prolongada a animales de granja, se evidenció la capacidad evolutiva de esta línea genética para adquirir o perder material genético con fines adaptativos a diferentes nichos biológicos. El siguiente objetivo fue determinar el nivel de colonización por S. aureus en individuos sanos con distinto grado de contacto con animales de granja. En primer lugar se analizaron muestras fecales de 100 individuos sanos sin relación laboral con animales de granja y en el 15% de los mismos se detectó SASM con una amplia variedad de tipos spa y secuencias tipo. Destaca la detección de aislados ST398 y ST133, tradicionalmente ligados a animales. Posteriormente se analizó la dinámica de colonización nasal a lo largo de un año en una familia de granjeros (n=11) con diferente nivel de contacto con los animales de la granja. El 63,6% de los individuos eran portadores nasales de SASM, siendo un 27,3% portadores continuos de la misma línea genética de S. aureus (CC9, CC22, CC45). Uno de los granjeros presentó una lesión cutánea leve a partir de la cual se aisló SARM de la línea emergente t843- ST130/CC130 y portador del gen mecC, representando un posible caso de zoonosis. Posteriormente se analizó la tasa de contaminación por S. aureus y SARM en muestras cárnicas con valores del 7% y 1%, respectivamente. Se detectó SARM-CC398 en una muestra porcina, evidenciándose la posible transferencia de dicha línea genética a través de la cadena alimentaria. El uso de marcadores de adaptación al huésped (IEC) indicó el posible origen animal de la cepa SARM (CC398), así como el posible origen humano de las cepas SASM. De la misma manera se confirmó que la lactancia era una vía más de transmisión de S. aureus, detectándose cepas idénticas en la leche materna y en la microbiota intestinal del bebé, observándose un alto grado de implantación intestinal. Por último se analizó la patogenia de S. aureus en el modelo C. elegans en cepas con diferentes características genéticas. Se observó relación entre el nivel de patogenicidad de las cepas con presencia de casetes cromosómicos (SCCmec) y fragmentos transducidos por bacteriófagos.