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Ómicas: Aplicaciones a la Sanidad Animal (parte 3)

Como avanzábamos en entradas anteriores, las técnicas “ómicas” también son aplicables al estudio de los genomas completos (Genómica). Mediante la secuenciación del genoma completo de un organismo se pueden caracterizar todos sus genes. En el Departamento de Sanidad Animal de NEIKER llevamos tiempo secuenciando los genomas de distintas bacterias zoonóticas con el objetivo de caracterizar sus determinantes génicos, secuencias que están asociados a la resistencia a antibióticos (enlaces a trabajos: 1, 2, 3). En los primeros estudios empleamos técnicas de secuenciación masiva de fragmentos cortos utilizando la tecnología Illumina y más recientemente hemos implementado la secuenciación de fragmentos largos mediante la tecnología Oxford Nanopore (ONT).

Así, en nuestro trabajo más reciente, con el objetivo de explorar más a fondo la epidemiología de E. coli productor de β-lactamasas de espectro extendido (BLEE) y cefalosporinasas AmpC en ganado bovino lechero, se ha realizado un estudio longitudinal en cinco granjas. Para ello se realizaron doce muestreos en animales de tres grupos de edad (terneras, novillas y vacas en lactación) durante un período de hasta 16 meses, se analizaron los perfiles de resistencia de los E. coli aislados mediante la determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI) y se secuenciaron sus genomas utilizando la tecnología de lectura de fragmentos largos (ONT). Se detectaron E. coli BLEE en las cinco granjas, pero la frecuencia de aislamiento y los perfiles de resistencia variaron entre granjas y grupos de edad, siendo en general frecuente la presencia de cepas multirresistentes. El análisis de los genomas de una selección de aislados recuperados en dos de las granjas mostró dos situaciones muy distintas. En la granja G1 predominaron dos subtipos genómicos de E. coli BLEE, presentes a lo largo de múltiples muestreos y en todos los grupos de edad, y ambos portadores del gen blaCTX-M-1 en plásmidos IncX1; esto reflejaría una situación endémica en la que, debido a la expansión clonal, solo unas pocas cepas persistieron en la granja durante un largo periodo de tiempo, lo que permitió la transferencia de plásmidos con genes de resistencia. En la granja G4 se observó una gran variabilidad de cepas con una gran diversidad de genes BLEE en diferentes tipos de plásmidos, probablemente como resultado de varios eventos de contaminación con distintos orígenes. A pesar de las diferencias observadas entre ambas granjas, la presencia de ciertos tipos de plásmidos con el mismo repertorio de genes de resistencia en diferentes genotipos de E. coli BLEE indica que los fenómenos de transferencia horizontal de plásmidos entre las cepas que circulan dentro de las granjas son frecuentes favoreciendo la diseminación de resistencias. El uso de antibióticos, la presión de selección ambiental o la co-selección con otros genes podrían favorecer estos eventos. Unas buenas medidas de bioseguridad para prevenir la introducción de la infección en las granjas y protocolos de manejo que limiten el contacto entre animales de diferentes grupos de edad para evitar la contaminación cruzada son fundamentales para frenar la propagación de bacterias resistentes. Las herramientas de secuenciación masiva aplicadas a la vigilancia genómica son muy útiles para descifrar la compleja epidemiología que subyace a la diseminación de la resistencia a múltiples antimicrobianos dentro de una granja.

Los resultados detallados de este último estudio se han publicado recientemente en Frontiers in Microbiology y se pueden consultar a través del siguiente enlace

Fotografía: Figura 3 del artículo Front Microbiol 2022 (https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.936843)

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