Bases genéticas del rol de la transferencia horizontal genética en la plasticidad de Acinetobacter spp

• Autores: Montaña, Sabrina Daiana
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Centron, Daniela; Power, Pablo; Ramirez, Maria Soledad; Mollerach, Marta; Zorreguieta, Angeles; Viale, Alejandro
• Materia: Acinetobacter spp; Transferencia horizontal genética; Plasticidad genómica; Ciencias de la vida
• Institución: Universidad de Buenos Aires

Fil: Montaña, Sabrina Daiana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina
Introducción. El género Acinetobacter ha sido objeto de modificación taxonómica significativa en los últimos 30 años. A. baumannii, dada su relevancia como patógeno nosocomial, ha sobresalido entre los miembros de dicho genero. Su éxito es atribuido a su capacidad intrínseca de persistir en el ambiente hospitalario y adquirir determinantes de resistencia antibiótica, dificultando así su tratamiento y contribuyendo al aumento de su potencial epidémico. Asimismo, en los últimos tiempos, ha habido un incremento de infecciones nosocomiales debidas a otras especies de este género, algunas de ellas no consideradas previamente como ?amenazas? para la salud humana. La hipótesis de este trabajo radica en que el género Acinetobacter poseería una peculiar capacidad de recombinación, que le permite incorporar determinantes genéticos y/o llevar a cabo eventos de recombinación que le otorgan una ventaja adaptativa contribuyendo así en la capacidad de evolucionar y persistir en ambientes hostiles.\nObjetivos. I) Búsqueda de secuencias de inserción, vinculadas en la dispersión de mecanismos de resistencia a antibióticos, en aislamientos clínicos de Acinetobacter spp. y su papel en el modelado del genoma; II) Caracterización molecular de una cepa clínica de Acinetobacter spp. haciendo especial hincapié en los eventos de transferencia horizontal genética que permitan evidenciar plasticidad genómica presente en dicho género; III) Bases genéticas de la capacidad de persistencia en el ambiente hospitalario de dos aislamientos clínicos de Acinetobacter baumannii.\nMateriales y Métodos. Se utilizó una colección de 192 aislamientos de Acinetobacter spp. procedentes de diversas muestras clínicas en los cuales se realizó la búsqueda por PCR de ISCR2 e IS26 como así también de genes de resistencia antibiótica asociados a las mismas. Asimismo, se llevó a cabo la secuenciación genómica de tres aislamientos de Acinetobacter spp. (Aj2199, Ab42, Ab376) y de uno de los transformantes obtenidos (Ab42::Ec7499). Luego del ensamblado y anotación, se procedió a su análisis mediante distintos programas bioinformáticos (ARG-ANNOT, CARD-RGI, ISFinder, PlasmidFinder, PlasdmidSPADES, PHAST, VFDB, MAUVE y Prokka). Se realizaron además ensayos de conjugación, trasformación natural, producción de biopeliculas y PNAG, y ensayos de depredador-presa.\nResultados. Los resultados de las PCRs mostraron que entre los aislamientos de A. baumannii el 66% resultaron positivos para ISCR2 mientras que el 85% fueron positivos para IS26. Entre los aislamientos de A. no baumannii, uno resulto positivo para ambas secuencias, mientras que dos resultaron ISCR2 e IS26 positivos, respectivamente. Asimismo, se evidencio la asociación ISCR2::tet(B) únicamente en aislamientos de A. baumannii. Se encontró además que todos los aislamientos fueron positivos para sul2, y que en la mayoría de los casos otros genes como dfr9, floR y aphA6 también estaban presentes. El análisis genómico de Aj2199 mostró vestigios de eventos de transferencia horizontal genética, gran cantidad de elementos genéticos móviles y determinantes de resistencia antibiótica. Se encontraron 45 ISs, dos profagos intactos y once genes de resistencia antibiótica, entre ellos una nueva variante del gen blaOXA-211, llamada blaOXA-498. En el análisis genómico de Ab42 y Ab376 se observó que ambos pertenecen a dos linajes diferentes, siendo uno poco frecuente (ST172) y otro mundialmente disperso (ST25). Se determinó la presencia de dos genes relacionados con resistencia a ?-lactamicos compartidos entre ambos genomas y siete genes de resistencia a múltiples antibióticos en Ab376. En este último se encontraron 21 ISs, tres profagos, un sistema CRISPR-cas del tipo I-Fb, dos plásmidos, uno de ellos con una isla AbGRI1-like, y seis IGs. En cambio, en Ab42 si bien no se hallaron ISs, se identificaron dos fagos y diez IGs. Ambos genomas compartieron 67 genes de virulencia además de sistemas de secreción, de dos componentes y reguladores globales vinculados a la resistencia antibiótica y la virulencia. Además, un nuevo locus K fue hallado en ambos genomas.\nAb42 fue capaz de adquirir ADN proveniente de otras especies de su mismo género como de otras especies bacterianas, observándose en el transformante obtenido no solo cambios en los perfiles de susceptibilidad antibiótica sino también en la morfología de la colonia asociados a los SNPs hallados. De igual forma cambios en la producción de biopelículas fueron identificados en dicho transformante. También se observó que Ab42 tendría la capacidad de eliminar a otras especies bacterianas como K. pneumoniae mediante el T6SS.\nConclusión. El presente trabajo nos permitió evidenciar la alta prevalencia de dos secuencias de inserción en aislamientos de A. baumannii, las cuales se mantendrían con éxito en esta especie, sirviendo como herramientas para la adquisición y dispersión de determinantes de resistencia. Esto reforzaría el rol que juegan las ISs en la plasticidad genética y la evolución hacia la resistencia antibiótica. Asimismo, mediante la secuenciación del genoma completo de la cepa Aj2199, pudimos observar una gran cantidad de elementos genéticos móviles y determinantes de resistencia, los cuales no solo reforzarían la idea de la gran plasticidad genómica de la cual es característica este género, sino también muestra la capacidad de otras especies distintas de A. baumannii de convertirse en reservorio de genes de resistencia y desarrollar niveles de multiresistencia antibiótica. De igual modo el análisis genómico de dos cepas de A. baumannii no relacionadas, permitió realizar la caracterización de un ST poco frecuente (ST172) y el aporte de mayor la caracterización de un ST altamente caracterizado (ST25). Además, se evidencio una gran variedad de mecanismos y determinantes de resistencia y virulencia, los cuales contribuirían con la capacidad observada en A. bauamnnii para evolucionar y persistir en ambientes hostiles, convirtiéndose hoy día en uno de los patógenos nosocomiales mayormente aislados a nivel mundial.
Doctora de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias Biológicas