Secuencian genoma de salmonela versátil y resistente a antibióticos

Especialistas de la UNAM lograron secuenciar el genoma de una poderosa cepa de salmonela que es resistente a los medicamentos más avanzados y transmisible a través de múltiples rutas alimenticias, como la carne, la leche, las legumbres o el agua.

Estos conocimientos fueron publicados en Nature y ayudarán a extremar la vigilancia epidemiológica global para prevenir y minimizar riesgos pandémicos a futuro. Esta es la historia.

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Científicos de la UNAM y de otras instituciones en el mundo libran todos los días una batalla contra virus y bacterias, las cuales evolucionan constantemente para adaptarse y sobrevivir a condiciones desafiantes, como la exposición a antibióticos.

“Se replican tan rápido que la posibilidad de que aparezcan variantes que se adapten a condiciones agresivas del entorno, o la presencia de una molécula que las mata y cause resistencias es muy alta”, afirma José Luis Puente, investigador del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM.

Debido a ello, apunta, es necesario realizar investigación continuamente y así mantenerse a la vanguardia de posibles alertas para la población en general. Por ejemplo, el especialista en biología molecular estudia –con otros colegas en el IBt– desde hace algunos años diferentes cepas de Salmonella, bacteria que ocupa el cuarto lugar en el orbe entre los principales agentes causales de enfermedades diarreicas, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud [https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/salmonella-(non-typhoidal)].

La OMS calcula, además, que “cada año, aproximadamente una de cada 10 personas contrae la enfermedad y se pierden 33 millones de años de vida sana […] Cada año enferman 550 millones de personas, de las que 220 millones son menores de cinco años”.

Los resultados de las investigaciones del IBt fueron publicados recientemente por Nature partner journal (npj) Antimicrobials and Resistance en el artículo “Estructura de la población y microevolución en curso de la emergente Salmonella Typhimurium ST213 resistente a múltiples fármacos” (https://www.nature.com/articles/s44259-024-00027-6#Sec8), en el que también participaron los investigadores del IBt: Isela Serrano-Fujarte, Edmundo Calva, Jimena García-Domínguez y Stephanie Ortiz-Jiménez.

El equipo del Instituto de Biotecnología se dio a la tarea de aplicar análisis genómicos y fenotípicos para conocer la historia genética de la secuencia ST213, y así ilustrar su diversidad y su estructura poblacional.

Las primeras señales de la posible existencia de una cepa de Salmonella más agresiva y potencialmente resistente a los medicamentos se dieron en 2002, pero fue hasta el año 2006 cuando comenzaron a identificar sus características distintivas.

Gracias a estos primeros análisis, en este trabajo se pudieron explorar dichas cepas en el contexto global, dando “como resultado la identificación de dos grandes grupos de cepas: las que se aíslan en Europa, principalmente en Reino Unido, en un grupo; y las que se aíslan en el norte de América”, señala Serrano. Además, en México, durante una vigilancia epidemiológica activa entre 2002-2005 se encontraron con más frecuencia la Salmonella Typhimurium ST213, que las cepas del tipo de secuencia ST19 que predominan a nivel mundial.

En el estudio se explica que “las cepas de S. Typhimurium ST213 aisladas en América del Norte tienen características notables, como la falta del plásmido pSTV (también llamado pSLT) asociado a la virulencia, que se distribuye ampliamente en el serovar Typhimurium; la presencia predominante de plásmidos pertenecientes a la familia IncC; y un perfil multirresistente (MDR), incluida la resistencia a las cefalosporinas (antibióticos) de tercera generación como la ceftriaxona, el tratamiento de elección para la gastroenteritis aguda o las infecciones invasivas complicadas”.

Los científicos añaden: “en México, las cepas de Typhimurium se han asociado con una mayor frecuencia a infecciones invasivas y mortalidad en niños en comparación con las cepas no-MDR. La asociación de este tipo de secuencia con algunos casos de infecciones invasivas en individuos inmunocompetentes, además de los altos niveles de resistencia antimicrobiana que limitan las opciones de tratamiento, representa una importante preocupación de salud”.

Uso indiscriminado

Para José Luis Puente, “una de las cosas importantes que surge del estudio es que estas cepas son multirresistentes a antibióticos”, incluyendo los de tercera generación recomendados para su tratamiento.

“El problema de la resistencia a antibióticos tiene mucho que ver con que los utilicemos de manera indiscriminada, lo que favorece que se propaguen las cepas para las que luego se complica mucho el tratamiento.”

Asimismo, “se relaciona con el hecho de no hacer caso a las instrucciones o que usemos esos medicamentos con cualquier infección, que en muchos casos son virales, y los antibióticos ahí no hacen nada”, añadió.

“O simplemente nosotros nos autorrecetamos”, indica Puente sobre las razones por las que actualmente la comunidad científica se enfrenta a virus y bacterias más agresivas.

En el caso específico de la ST213, dice Isela Serrano –quien actualmente realiza una estancia posdoctoral en Europa–, “uno de estos aislados causó infecciones sistémicas en niños y en personas que no estaban inmunocomprometidas”.

La publicación en npj Antimicrobials and Resistance abunda sobre este punto: “La fuerte correlación encontrada entre infecciones humanas y carne vacuna contaminada con cepas ST213 sugiere que este tipo de secuencia aprovecha una red de transmisión generalizada que permite su prevalencia a lo largo de la cadena alimentaria”.

“Además, este tipo de secuencia se ha identificado en otras fuentes alimenticias como el queso, lo que indica su capacidad para persistir en diferentes ambientes y tolerar diversos estreses. Adicionalmente, estudios recientes han informado del aislamiento de ST213 en aguas superficiales comúnmente utilizadas en agricultura, destacando su potencial de transmisión a través de múltiples rutas.”

Lo anterior es relevante porque significa que las personas pueden contraer salmonelosis mediante el consumo de alimentos contaminados de origen animal u hortalizas, y padecer una enfermedad potencialmente más severa que la salmonelosis común.

“Dichos hallazgos enfatizan la importancia de implementar programas de vigilancia epidemiológica y esfuerzos continuos para prevenir y mitigar futuros brotes relacionados con tipos de secuencias emergentes. También subraya la relevancia de crear medidas proactivas, marcos sólidos de evaluación de riesgos e involucrar activamente al público para abordar y minimizar aquéllos de manera efectiva”, se resalta en el artículo publicado por el equipo del IBt en npj Antimicrobials and Resistance.

“Es una oportunidad de aprender más sobre la evolución de la salmonela, en general, la entérica como una especie de organismo patógeno. También de alertar y hacer un llamado a que debemos colaborar más; tiene que haber más vigilancia epidemiológica”, asegura José Luis Puente.

“Con el estudio de la evolución de los patógenos nos podemos percatar en vivo qué es lo que está pasando con éstos, lo cual nos permite proponer políticas o hacer propuestas de intervención que lleguen a los órganos públicos para que se implementen. Esto hace posible llegar mucho antes al punto de desarrollar antibióticos, prevenir que estas cepas se dispersen más y, además, intentar disminuir al menos algunas de las resistencias a estos medicamentos”, comenta Isela Serrano.

De acuerdo con la opinión de Puente: “la realidad es que siguen cambiando y no sabemos si eventualmente pudiera aparecer un linaje que resulte todavía más riesgoso. Es un poco el llamado de atención, no sólo desde el punto de vista de la investigación y la generación de conocimiento. Hay instancias, como el Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria, que secuencian continuamente cepas, pero es muy importante que empecemos a integrarnos para poder dar un mejor seguimiento a éstas y, en un momento dado, implementar medidas preventivas que eviten que eso se vuelva un problema. Parte del trabajo también tiene la intención de informar. Si tenemos estas cepas circulando, ¿qué vamos a hacer?”