Estudio de mecanismos de resistencia a antimicrobianos de tipo beta-lactámico en bacterias anaerobias aisladas a partir de infecciones humanas y animales

Resumen

Las bacterias Gram-negativas anaerobias estrictas están implicadas en infecciones humanas de importancia clínica. La mayoría de los laboratorios de diagnóstico microbiológico desarrollan un análisis limitado de anaerobios, debido a su difícil manipulación, y a menudo no realizan test de sensibilidad. Por ello es importante disponer de datos actualizados que guíen a los profesionales en la elección de la terapia antimicrobiana más adecuada. Bacterias pertenecientes a los géneros Bacteroides, Fusobacterium, Phorphyromonas y Prevotella, entre otros, son agentes etiológicos de enfermedades infecciosas (de origen a menudo poli-microbiano) del hombre y de los animales. El uso, a menudo abusivo, de las citadas sustancias origina importantes problemas de resistencia que complican la recuperación de los enfermos. La mitad del peso seco de las heces humanas y animales está representado por bacterias, de las cuales un 90% son anaerobios estrictos, y cerca de un 30% de las mismas pertenecen al género Bacteroides. Los antimicrobianos clásicamente empleados en el tratamiento de las infecciones por estos microorganismos pertenecen al grupo de los ß-lactámicos. El desarrollo de nuevas moléculas se ha ido alternando en el tiempo con la aparición de resistencias que limitan su eficacia. La resistencia específica frente a los antimicrobianos ß-lactámicos está determinada por genes que codifican enzimas (ß-lactamasas) que degradan el anillo ß-lactámico, inactivación que ocurre antes de que el antimicrobiano llegue a las Proteínas Fijadoras de Penicilina (PBPs) en la membrana plasmática, dónde se interrumpiría la síntesis del peptidoglicano de la pared celular. En este trabajo se ha realizado un estudio de los principales determinantes de resistencia frente a ß-lactámicos en dos poblaciones de bacterias anaerobias estrictas aisladas en los dos diferentes nichos (humanos y animales). Para ello se ha efectuado un análisis de los perfiles de sensibilidad/resistencia y producción de actividad ß-lactamasa frente a distintos sustratos. Se han identificado los genes responsables de la producción de estas enzimas, y se ha llevado a cabo una identificación de las posibles variantes polimórficas de sus secuencias entre cepas con distintos fenotipos, incluyendo el estudio de su entorno genético. Las cepas de bacterias anaerobias Gram-negativas procedentes de infecciones humanas presentaron, de manera generalizada, una mayor resistencia frente a los antimicrobianos ß-lactámicos que las cepas de origen animal, existiendo una buena correlación con el nivel de expresión de actividad ß-lactamasa. Entre las cepas anaerobias Gram-negativas procedentes de infecciones animales, el principal determinante de expresión de actividad ß-lactamasa es el gen cepA, que está presente en la mayoría de las estirpes del género Bacteroides. Los principales determinantes de expresión de actividad ß-lactamasa en las cepas anaerobias de origen humano son los genes cfxA y cfiA. Las regiones situadas inmediatamente aguas arriba de los genes cfxA identificados en este trabajo presentan siempre secuencias de alguno de los elementos Tn4555, IS4351 ó IS614. La presencia del gen cfxA en el nuevo contexto génico definido por la integración de la IS614 en su proximidad constituye el mejor marcador molecular para la expresión de elevados niveles de actividad ß-lactamasa. La expresión de la actividad metalo-lactamasa (imipenemasa) codificada por los genes cfiA identificados en este trabajo requiere la integración del elemento IS942 en su vecindad. En este trabajo se identifica por primera vez el contexto genómico del gen cfiA, que está ubicado en una región de plasticidad genómica específica para las cepas de la división II de B. fragilis. Esta región incluye un operón con dos genes que codifican para una N-acetiltransferasa y una O-acetiltransferasa de funciones aún desconocidas, y cuya región promotora es diana para la integración de dos nuevos elementos génicos (ISBf9 y MITEBf1). Estos resultados, que contribuyen al conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en el desarrollo de resistencia a ß-lactámicos, evidencian la enorme plasticidad genética de los microorganismos anaerobios Gram-negativos y la existencia de regiones en el genoma que podrían conferir multirresistencia a diferentes compuestos, y complicar gravemente el tratamiento de las infecciones humanas y animales.