Caracterización y seguimiento epidemiológico de plásmidos híbridos de virulencia-resistencia en salmonella entérica subespecie entérica serotipo typhimurium

Abstract

Los plásmidos son elementos genéticos potencialmente móviles que juegan un papel destacado en la transferencia horizontal de información genética relacionada con funciones adaptativas tales como la resistencia a antimicrobianos y la virulencia. La emergencia en Salmonella enterica serotipo Typhimurium de plásmidos híbridos que combinan genes de virulencia y de resistencia constituye un interesante ejemplo de "ingeniería evolutiva¿, que puede conducir a la co-selección de ambas propiedades en respuesta a la presión selectiva existente, así como a su co-dispersión por conjugación y/o movilización. En esta Tesis Doctoral se ha profundizado en el conocimiento de los plásmidos de virulencia-resistencia derivados de pSLT, el plásmido de virulencia específico de Typhimurium, empleando a la familia pUO-StVR2 como modelo. Primero, se estudió su capacidad de conjugación y movilización por plásmidos de resistencia corresidentes, que también fueron caracterizados. Asimismo, se investigaron las posibles ventajas selectivas que un sistema de captación de hierro ferroso codificado por pUO-StVR2 pudiera conferir al hospedador. Además, se caracterizaron otros plásmidos de virulencia-resistencia y de resistencia detectados en este serotipo y se realizó el seguimiento epidemiológico de todos ellos. Se confirmó que los plásmidos de la familia pUO-StVR2 (IncFIIA) son auto-transferibles aunque la frecuencia detectada fue muy baja (alrededor de 10-8 transconjugantes por célula donadora). Del mismo modo, se demostró la posibilidad de su movilización por plásmidos de resistencia corresidentes (pStR12 y pStR13), superándose hasta en diez mil veces la frecuencia de conjugación. La secuenciación de estos últimos permitió asignarlos al grupo de incompatibilidad IncI1. Se pudo comprobar la ventaja selectiva conferida a la bacteria portadora por el sistema de captación de hierro ferroso codificado por pUO-StVR2, tanto en condiciones infectivas (invasión de células epiteliales polarizadas, resistencia a la fagocitosis y multiplicación en macrófagos) como no infectivas (propagación en medios de cultivo de laboratorio), cuando el hierro es factor limitante. La secuenciación de tres nuevos plásmidos híbridos permitió establecer su origen a partir de pSLT (IncFIB, IncFIIA) por la adquisición de regiones de resistencia que delecionaron diversas regiones del plásmido de virulencia. pUO-StVR20 (IncFIB, IncFIIA) carece de parte de la región de transferencia por lo que no es conjugativo, aunque sí pudo ser movilizado por un plásmido de resistencia IncI1 corresidente (pStR14), gracias a la cointegración de ambos. Por otro lado, pUO-StVR21 y pUO-StVR22 carecen de los replicones típicos de pSLT, que han sido reemplazados por el replicón IncN. Esta es la primera descripción de cambio de grupo de incompatibilidad en plásmido de virulencia de Salmonella específicos de serotipo. El estudio epidemiológico de 340 aislamientos clínicos recogidos en el Principado de Asturias entre 2008 y 2012 demostró la presencia de plásmidos híbridos de virulencia-resistencia en 42 de ellos, de los cuales 37 fueron positivos para pUO-StVR2 o posibles variantes, y los cinco restantes para plásmidos híbridos sin relación aparente con los anteriores. Se identificaron, además, tres aislamientos de alimentos portadores de pUO-StVR2 y uno de la variante pUO-StVR2-v8 la cual confiere resistencia adicional a trimetoprim pero carece de los genes del sistema de captación de hierro. El estudio realizado permitió comprobar la persistencia y evolución temporal de aislamientos multirresistentes de Typhimuirum portadores de plásmidos de la familia pUO-StVR2. Éstos fueron descritos por primera vez en Asturias durante la década de los 90 y actualmente siguen circulando por la región, junto con otros dos grupos mayoritarios del mismo serotipo. Tanto la multirresistencia como el sistema de captación de hierro codificados por el plásmido, están contribuyendo al éxito alcanzado por dichos aislamientos.