Mecanismos implicados en la colonización y la epidemicidad del clon de alto riesgo "Klebsiella pneumoniae ST15"
- Autores: Eva Gato Corral
- Directores de la Tesis: Germán Bou Arévalo (codir. tes.), Astrid Pérez Gómez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidade da Coruña ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Número de páginas: 255
- Tribunal Calificador de la Tesis: María del Carmen Fariñas Pérez (presid.), Silvia García Cobos (secret.), Iñigo Lasa Uzcudun (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RUC
- Resumen
- español
Klebsiella pneumoniae ST15 es un clon de alto riesgo con una gran plasticidad genética y portador de una gran diversidad de genes de resistencia a antimicrobianos. Está implicado en la producción de brotes hospitalarios en todo el mundo y posee una gran capacidad para colonizar el tracto gastrointestinal, lo que supone un factor de riesgo importante para el posterior desarrollo de una infección. Esta Tesis Doctoral aborda el estudio de los mecanismos implicados en la patogénesis de K. pneumoniae ST15 con el objetivo de buscar nuevas dianas terapéuticas y estrategias alternativas para el manejo de las infecciones causadas por este clon de alto riesgo. Para ello utilizamos como modelo un clon epidémico de K. pneumoniae ST15 aislado durante un gran brote producido en el Hospital Universitario de A Coruña. El análisis comparativo de su genoma frente a otros clones pertenecientes a diferentes STs de K. pneumoniae nos permitió identificar las características genómicas específicas de este clon que podrían estar implicadas en su éxito como patógeno. Encontramos que el clon ST15 posee dos factores de virulencia relacionados con la adherencia que no están presentes en el resto de STs analizados. Se han identificado y caracterizado por primera vez en K. pneumoniae un sistema tipo chaperona-usher pili, el sistema Kpi, y un sistema de secreción de dos componentes, el sistema FhaB/FhaC. Estos sistemas están directamente relacionados con el fenotipo altamente adherente mostrado por el clon epidémico ST15, ya que están implicados en la capacidad de este clon para adherirse a diferentes células eucariotas y formar biofilm. Además, los sistemas Kpi y FhaB/FhaC están estrechamente relacionados con este ST y le confieren una mayor eficacia biológica. 22 Por otra parte, se ha demostrado que el sistema Kpi tiene un papel determinante tanto en la habilidad mostrada por este clon epidémico para colonizar el tracto gastrointestinal en un modelo murino de colonización, como en su potencial patogénico en un modelo de infección en Galleria mellonella. Teniendo en cuenta que los dos sistemas caracterizados en este estudio están claramente asociados con el clon de alto riesgo ST15, estos pueden considerarse biomarcadores óptimos para identificar este clon de manera específica. En este contexto, ambos sistemas podrían ser usados como diana para detectar K. pneumoniae ST15 con una alta sensibilidad y especificidad. Finalmente, hemos obtenido y caracterizado un extracto salino de Vaccinium corymbosum con un alto contenido en polifenoles. Este extracto inhibe la adhesión a células eucariotas intestinales y la formación de biofilm en la cepa Kp3380. El efecto anti-adherente producido por este extracto reduce significativamente la colonización intestinal producida por K. pneumoniae en un modelo murino.
- English
Klebsiella pneumoniae ST15 is a high-risk clone with high genetic plasticity carrying a wide diversity of antimicrobial resistance genes. It is implicated in the production of hospital outbreaks worldwide and it has a high capacity to colonize the gastrointestinal tract, which is a major risk factor for the subsequent development of an infection. This Doctoral Thesis deals with the study of the mechanisms involved in the pathogenesis of K. pneumoniae ST15 with the aim of searching for new therapeutic targets and alternative strategies for the management of infections caused by this highrisk clone. For this purpose, we used as a model an epidemic clone of K. pneumoniae ST15 isolated during a large outbreak at the University Hospital of A Coruña. Comparative analysis of its genome against other clones belonging to different K. pneumoniae STs allowed us to identify specific genomic features of this clone that could be involved in its success as a pathogen. We found that clone ST15 possesses two virulence factors related to adherence that are not present in the rest of the STs analysed. A chaperone-usher pili system, the Kpi system, and a two-component secretion system, the FhaB/FhaC system, have been identified and characterized for the first time in K. pneumoniae. These systems are directly related to the highly adherent phenotype displayed by the epidemic clone ST15, as they are involved in the ability of this clone to adhere to different eukaryotic cells and form biofilm. In addition, the Kpi and FhaB/FhaC systems are closely related to this ST and confer greater fitness. On the other hand, it has been demonstrated that the Kpi system has a determining role both in the ability shown by this epidemic clone to colonize the 24 gastrointestinal tract in a murine model of colonization, and in its pathogenic potential in a model of infection in Galleria mellonella. Considering that the two systems characterized in this study are clearly associated with the high-risk clone ST15, they can be considered optimal biomarkers to identify this clone specifically. In this context, both systems could be used as targets to detect K. pneumoniae ST15 with high sensitivity and specificity. Finally, we have obtained and characterized a saline extract of Vaccinium corymbosum with a high polyphenol content. This extract inhibits intestinal eukaryotic cell adhesion and biofilm formation in the strain Kp3380. The antiadhesive effect produced by this extract significantly reduces intestinal colonization by K. pneumoniae in a murine model.
- galego
Klebsiella pneumoniae ST15 é un clon de alto risco con unha gran plasticidade xenética e portador dunha gran diversidade de xenes de resistencia a antimicrobianos. Está implicado na produción de gromos hospitalarios en todo o mundo e posúe unha gran capacidade para colonizar o tracto gastrointestinal, o que supón un factor de risco importante para o posterior desenvolvemento dunha infección. Esta Tesis Doctoral aborda o estudo dos mecanismos implicados na patoxénesis de K. pneumoniae ST15 co obxectivo de buscar novas dianas terapéuticas e estratexias alternativas para o manexo das infeccións causadas por este clon de alto risco. Para iso utilizamos como modelo un clon epidémico de K. pneumoniae ST15 illado durante un gran gromo producido no Hospital Universitario de A Coruña. A análise comparativa do seu xenoma fronte a outros clons pertencentes a diferentes STs de K. pneumoniae permitiunos identificar as características xenómicas específicas deste clon que poderían estar implicadas no seu éxito como patóxeno. Encontramos que o clon ST15 posúe dous factores de virulencia relacionados coa adherencia que non están presentes no resto de STs analizados. Identificáronse e caracterizáronse por primeira vez en K. pneumoniae un sistema de tipo chaperona-usher pili, o sistema Kpi, e un sistema de secreción de dous compoñentes, o sistema FhaB/FhaC. Estes sistemas están directamente relacionados co fenotipo altamente adherente mostrado polo clon epidémico ST15, xa que están implicados na capacidade de este clon para adherirse a diferentes células eucariotas e formar biofilm. Ademais, os sistemas Kpi e FhaB/FhaC están estreitamente relacionados con este ST e confírenlle unha maior eficacia biolóxica. 20 Por outro lado, demostrouse que o sistema Kpi ten un papel determinante tanto na habilidade mostrada por este clon epidémico para colonizar o tracto gastrointestinal nun modelo murino de colonización, como no seu potencial patoxénico nun modelo de infección en Galleria mellonella. Tendo en conta que os dous sistemas caracterizados neste estudio están claramente asociados co clon de alto risco ST15, estes poden considerarse biomarcadores óptimos para identificar este clon de maneira específica. Neste contexto, ambos sistemas poderían ser usados como diana para detectar K. pneumoniae ST15 con unha alta sensibilidade e especificidade. Finalmente, obtivemos e caracterizamos un extracto salino de Vaccinium corymbosum con un alto contido en polifenois. Este extracto inhibe a adhesión a células eucariotas intestinais e a formación de biofilm na cepa Kp3380. O efecto antiadherente producido por este extracto reduce significativamente a colonización intestinal producida por K. pneumoniae nun modelo murino.
- español
