Estudio de la diseminación de elementos genéticos móviles en la microbiota intestinal

• Autores: Beatriz Herrera Conejero
• Directores de la Tesis: Carles Ubeda Morant (dir. tes.), Fernando González Candelas (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carmen Amaro González (presid.), María Carmen Collado Amores (secret.), Álvaro San Millán Cruz (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina y Biotecnología por la Universitat de València (Estudi General)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Genética
    • Microbiología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • La multirresistencia a antibióticos en patógenos bacterianos, incluyendo enterobacterias y enterococo, está catalogada por la OMS como uno de los 3 principales problemas de salud a nivel mundial del siglo XXI. La adquisición de nuevas resistencias está altamente relacionada con la diseminación de plásmidos conjugativos y otros elementos genéticos móviles (EGM). Las características específicas del ambiente intestinal lo convierten en un nicho muy favorable para la diseminación de EGM y por tanto para la generación de nuevas cepas multirresistentes. En este trabajo, tratamos de desarrollar un herramienta que nos permitieran analizar la transferencia genética horizontal (TGH) de plásmidos conjugativos presentes en enterobacterias a otras bacterias de la microbiota intestinal en condiciones de anaerobiosis. De manera complementaria, hemos estudiado mediante secuenciación genómica distintos mecanismos de adquisición de resistencias, entre ellos eventos de TGH en pacientes hospitalizados con leucemia aguda colonizados con enterobacterias multirresistentes. Para terminar, se estudió el efecto de la dieta occidental (DO) como potenciador de la colonización intestinal por patógenos multirresistentes que frecuentemente presentan genes de resistencia codificados en EGM y cuya colonización intestinal podría favorecer la diseminación de dichos genes a otros miembros de la microbiota intestinal. Los resultados obtenidos muestran que los plásmidos conjugativos testados son capaces de transferirse a bacterias de distintos filos de la microbiota humana y del ratón. Entre los géneros que adquirieron con una mayor eficiencia los plásmidos conjugativos encontramos varios que suelen causar infecciones graves en humanos, lo que implica que estas bacterias tienen facilidad para adquirir por conjugación genes de resistencia a antibióticos que pueden dificultar su tratamiento. Por otro lado, también vemos transferencia a bacterias comensales, que podrían actuar como reservorio de estas multirresistencias. Además, hemos puesto a punto un modelo in vivo con ratones, que nos ha permitido identificar diseminación de plásmidos conjugativos en el intestino del ratón. Los resultados obtenidos con los aislados clínicos de enterobacterias multirresistentes también revelan una alta frecuencia de TGH en la microbiota intestinal de pacientes con leucemia agua, así como la existencia de mutaciones puntuales en genes relacionados con la resistencia a antibióticos, que podrían explicar la adquisición de nuevas resistencias en enterobacterias. Por último, experimentos realizados con el modelo de ratón demuestran que el consumo de dieta occidental induce cambios en la microbiota intestinal, entre ellos la disminución de los niveles de Barnesiella (un taxón potencialmente protector frente al enterococo vancomicina resistente) que permiten que el patógeno colonice el intestino en ausencia de otros factores perturbadores de la microbiota tales como los antibióticos.