Científicos del Instituto del Genoma de Singapur (GIS) de A*STAR han descubierto cómo las enterobacterias productoras de carbapenemasas (CPE), una bacteria multirresistente, se esconden entre las comunidades bacterianas intestinales en portadores humanos asintomáticos. El estudio fue publicado en Nature Microbiology .

La colonización a largo plazo del microbioma intestinal por CPE, una familia de bacterias resistentes a la mayoría de los antibióticos, es un área creciente de preocupación para la salud pública, ya que puede conducir a la transmisión comunitaria e infecciones por CPE que amenazan la vida. Las personas pueden experimentar la colonización de bacterias EPC (p. ej., E. coli o K. pneumoniae) a través del contacto con superficies contaminadas o el consumo de alimentos contaminados; el consumo prolongado de antibióticos también puede ser un factor de riesgo para la colonización. Algunas personas pueden desarrollar infecciones de CPE y el tratamiento a menudo implica el uso de varios antibióticos como "último recurso". En algunos casos graves, los fracasos del tratamiento conducen a una alta tasa de mortalidad (hasta el 50 %) en pacientes hospitalizados.

Un lugar donde los científicos creen que el CPE se esconde es en el intestino humano, colonizándolo de forma asintomática y enmascarado por los billones de bacterias buenas que hay allí, esperando la oportunidad de causar infecciones o transmitirlas a otras personas.

Para estudiar los efectos de la colonización de CPE y la posterior descolonización en el microbioma intestinal, el equipo colaboró ​​con el Hospital Tan Tock Seng (TTSH) para examinar el microbioma intestinal de sujetos con CPE positivo y sus familiares durante un año.

Rastrearon las bacterias intestinales analizando sus firmas de ADN metagenómico y descubrieron que el CPE no es completamente silencioso en el intestino. El equipo descubrió que la colonización de CPE deja marcas reveladoras al agotar las bacterias clave cuyas funciones están relacionadas con el mantenimiento de la salud intestinal al controlar la inflamación.

El equipo también descubrió que la colonización de CPE era dinámica y podría conducir potencialmente al intercambio de elementos genéticos que confieren resistencia a los antibióticos entre especies bacterianas.

Al analizar las secuencias del genoma completo de las cepas de CPE, encontraron mutaciones en genes funcionales clave y diferencias en los perfiles de resistencia a los antibióticos entre cepas muy similares de Escherichia coli (E. coli) y Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) que podrían explicar por qué CPE es capaz para ocultar con éxito en el intestino. El reequilibrio de las bacterias intestinales, particularmente en términos de especies clave que modulan la inflamación intestinal, podría proporcionar una vía para promover la descolonización del CPE y prevenir la transmisión de resistencia a los antibióticos.

El Dr. Niranjan Nagarajan, líder de grupo del Laboratorio de Tecnologías Metagenómicas y Sistemas Microbianos y Director Asociado de Arquitectura del Genoma en GIS, además de autor correspondiente del estudio, dice que "la resistencia a los antimicrobianos es un desafío de salud pública importante con un gran impacto en sistemas de atención médica en Singapur. Nuestro estudio arroja luz sobre un fenómeno importante que preocupa a los médicos de enfermedades infecciosas de todo el mundo".

"Los CPE son particularmente preocupantes en términos de resistencia a los antimicrobianos porque llevan los genes de resistencia en elementos móviles que pueden intercambiarse entre bacterias, lo que crea rápidamente superbacterias a partir de bacterias que de otro modo serían inofensivas. Son como asesinos mortales que se esconden a simple vista entre las bacterias intestinales. Sin embargo, , su presencia no pasa desapercibida para la multitud de bacterias intestinales, y tal vez la clave para eliminarlas sea aprovechar el poder de la multitud".

El Dr. Jonathan Teo Jin Yuan, investigador asociado del Laboratorio de Tecnologías Metagenómicas y Sistemas Microbianos en GIS y primer autor conjunto del estudio, dice que "los estudios anteriores sobre CPE se centraron en gran medida en la epidemiología y los aspectos moleculares de la infección, pero el "La historia natural de la colonización intestinal por CPE ha permanecido sin explorar. Nuestro estudio fue único, ya que realizó un seguimiento de pacientes colonizados por CPE y sus familiares durante un año, lo que nos permitió rastrear los cambios en sus comunidades bacterianas intestinales".

"Usamos tecnologías metagenómicas de vanguardia para investigar profundamente la genética de sus bacterias intestinales, rastrear los cambios a nivel de todo el genoma y, posteriormente, analizar cómo evolucionaron sus comunidades bacterianas intestinales en relación con la colonización por CPE".

El profesor Patrick Tan, director ejecutivo de GIS, dice que "a menudo se habla de la resistencia a los antimicrobianos como la próxima amenaza pandémica que podría abrumar a los sistemas de atención de la salud en todo el mundo. Entre los organismos que preocupan, los CPE se encuentran entre los primeros de la lista debido a su capacidad para transmitir la resistencia a los antibióticos y colonizar el intestino humano, incluso en ausencia de infección manifiesta y uso de antibióticos".

"Al estudiar la colonización intestinal de CPE utilizando herramientas genómicas avanzadas, pudimos descubrir información clave que podría ayudarnos a reducir la colonización intestinal, prevenir la propagación de estos patógenos y, por lo tanto, proteger nuestra comunidad y los sistemas de atención médica". + Explora más

Virus bacterianos:fieles aliados contra la resistencia a los antibióticos