{"id":{"repo_id":"dialnet","oai_identifier":"oai:dialnet.unirioja.es:TES0000023235"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/dialnet/oai:dialnet.unirioja.es:TES0000023235","repository":{"repo_id":"dialnet","name":"Dialnet","base_url":"https://dialnet.unirioja.es/oaites/OAIHandler"},"display":{"title":"Epidemiología molecular en Escherichia coli bajo el concepto One Health: filogenómica, dinámica plasmídica de beta-lactamasas emergentes y patogénesis de interés en salud pública","abstract":"La resistencia a antibióticos (RAM) y, más en concreto, la emergencia y diseminación global de Enterobacterias productoras de β-lactamasas de espectro extendido (BLEE), AmpC plasmídicas (pAmpC) y carbapenemasas constituyen una de las amenazas más críticas para la salud pública actual. En consonancia con las directrices de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Mundial de la Sanidad Animal (OMSA), esta tesis doctoral aborda la problemática desde una aproximación integral \"One Health\". El estudio se centra en la epidemiología molecular y la caracterización genómica de Escherichia coli como microorganismo centinela, analizando su dinámica de transmisión en la interfaz que conecta el ámbito clínico humano, el sector agroalimentario y la fauna silvestre en ambientes antropizados. En el presente trabajo se investiga la estructura poblacional bacteriana y el resistoma asociado en nichos ecológicos clave. En el sector agroalimentario, el análisis microbiológico y molecular evidencia que el sistema de producción aviar y derivados actúa como un reservorio significativo de E. coli productor de BLEE (con predominio de CTX-M-1 y SHV-12) y de linajes clonales con potencial zoonótico establecido, tales como ST117 y el clon pandémico de alto riesgo ST131. Simultáneamente, en el ganado porcino se describe la presencia del gen de resistencia a colistina mcr-4 en la microbiota nasal de animales sanos. Este hallazgo pone de manifiesto el riesgo de mantenimiento silente y transmisión de mecanismos de resistencia frente a polimixinas, antibióticos considerados de último recurso en medicina humana. Desde la perspectiva de la ecología de la resistencia, se analiza el papel de la cigüeña blanca (Ciconia ciconia) como bioindicador de contaminación ambiental y vector biológico. Los datos obtenidos muestran una correlación directa entre el grado de antropización del hábitat, específicamente la exposición a Residuos Sólidos Urbanos y la carga de multirresistencia. Mientras que en los polluelos se observa un reflejo de la presión selectiva del entorno local inmediato, en los ejemplares adultos asociados a vertederos se detecta la adquisición y portación de determinantes de resistencia crítica. De especial relevancia epidemiológica resulta el aislamiento, en estas aves, de Enterobacterias productoras de carbapenemasas de alto impacto clínico (KPC-3, NDM-1, NDM-7, VIM-1 y OXA-48), lo que sugiere que la fauna silvestre migratoria constituye un vehículo eficaz para la diseminación transfronteriza de estos mecanismos. Mediante la aplicación de técnicas de secuenciación de genoma completo (WGS) y análisis filogenómicos basados en polimorfismos de nucleótido simple (SNPs) y/o en genoma core central (cgMLST), se evidencia una estrecha relación genética entre aislados de origen ambiental/silvestre y las cepas clínicas recuperadas de pacientes hospitalarios en la misma área geográfica. Las reducidas distancias genéticas (<10 SNPs) entre aislados de distintos orígenes confirman la circulación clonal interespecífica de linajes de alto riesgo, incluyendo E. coli ST131 y clones hipervirulentos/multirresistentes de Klebsiella pneumoniae (ST15, ST147, ST307). Asimismo, se reporta la detección de fenotipos de resistencia frente a combinaciones de β-lactámicos/inhibidores de nueva generación, como ceftazidima/avibactam, en reservorios ambientales, lo que alerta sobre la potencial pérdida de eficacia de estas nuevas herramientas terapéuticas. Finalmente, se caracteriza la arquitectura de los elementos genéticos móviles implicados en la transferencia horizontal de genes. El análisis del plasmidoma revela que la dispersión de los genes blaCTX-M, blaKPC, blaNDM, blaVIM, blaOXA-48 y mcr está mediada por una serie de plásmidos epidémicos altamente conservados (grupos de incompatibilidad IncF, IncI1, IncN, IncL e IncX3), capaces de replicarse en diversos hospedadores. Los resultados de esta tesis validan la existencia de un flujo dinámico y bidireccional de material genético entre el hospital y el medio ambiente, y sitúan a la fauna silvestre antropizada no como un mero “espectador”, sino como un reservorio activo y amplificador de la RAM. En conclusión, se evidencia la necesidad de implementar estrategias de vigilancia genómica integrada desde la perspectiva “One Health” que incorporen el monitoreo ambiental para preservar la eficacia antimicrobiana global.","abstract_html":"La resistencia a antibióticos (RAM) y, más en concreto, la emergencia y diseminación global de Enterobacterias productoras de β-lactamasas de espectro extendido (BLEE), AmpC plasmídicas (pAmpC) y carbapenemasas constituyen una de las amenazas más críticas para la salud pública actual. En consonancia con las directrices de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Mundial de la Sanidad Animal (OMSA), esta tesis doctoral aborda la problemática desde una aproximación integral &quot;One Health&quot;. El estudio se centra en la epidemiología molecular y la caracterización genómica de Escherichia coli como microorganismo centinela, analizando su dinámica de transmisión en la interfaz que conecta el ámbito clínico humano, el sector agroalimentario y la fauna silvestre en ambientes antropizados. En el presente trabajo se investiga la estructura poblacional bacteriana y el resistoma asociado en nichos ecológicos clave. En el sector agroalimentario, el análisis microbiológico y molecular evidencia que el sistema de producción aviar y derivados actúa como un reservorio significativo de E. coli productor de BLEE (con predominio de CTX-M-1 y SHV-12) y de linajes clonales con potencial zoonótico establecido, tales como ST117 y el clon pandémico de alto riesgo ST131. Simultáneamente, en el ganado porcino se describe la presencia del gen de resistencia a colistina mcr-4 en la microbiota nasal de animales sanos. 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Por tanto, cualquier acto de reproducción, distribución, comunicación pública y/o transformación total o parcial requiere el consentimiento expreso y escrito de aquéllos. Cualquier enlace al texto completo de estos documentos deberá hacerse a través de la URL oficial de éstos en Dialnet. Más información: https://dialnet.unirioja.es/info/derechosOAI | INTELLECTUAL PROPERTY RIGHTS STATEMENT: Full text documents hosted by Dialnet are protected by copyright and/or related rights. This digital object is accessible without charge, but its use is subject to the licensing conditions set by its authors or editors. Unless expressly stated otherwise in the licensing conditions, you are free to linking, browsing, printing and making a copy for your own personal purposes. All other acts of reproduction and communication to the public are subject to the licensing conditions expressed by editors and authors and require consent from them. 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El estudio se centra en la epidemiología molecular y la caracterización genómica de Escherichia coli como microorganismo centinela, analizando su dinámica de transmisión en la interfaz que conecta el ámbito clínico humano, el sector agroalimentario y la fauna silvestre en ambientes antropizados. En el presente trabajo se investiga la estructura poblacional bacteriana y el resistoma asociado en nichos ecológicos clave. En el sector agroalimentario, el análisis microbiológico y molecular evidencia que el sistema de producción aviar y derivados actúa como un reservorio significativo de E. coli productor de BLEE (con predominio de CTX-M-1 y SHV-12) y de linajes clonales con potencial zoonótico establecido, tales como ST117 y el clon pandémico de alto riesgo ST131. Simultáneamente, en el ganado porcino se describe la presencia del gen de resistencia a colistina mcr-4 en la microbiota nasal de animales sanos. Este hallazgo pone de manifiesto el riesgo de mantenimiento silente y transmisión de mecanismos de resistencia frente a polimixinas, antibióticos considerados de último recurso en medicina humana. Desde la perspectiva de la ecología de la resistencia, se analiza el papel de la cigüeña blanca (Ciconia ciconia) como bioindicador de contaminación ambiental y vector biológico. Los datos obtenidos muestran una correlación directa entre el grado de antropización del hábitat, específicamente la exposición a Residuos Sólidos Urbanos y la carga de multirresistencia. Mientras que en los polluelos se observa un reflejo de la presión selectiva del entorno local inmediato, en los ejemplares adultos asociados a vertederos se detecta la adquisición y portación de determinantes de resistencia crítica. 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Asimismo, se reporta la detección de fenotipos de resistencia frente a combinaciones de β-lactámicos/inhibidores de nueva generación, como ceftazidima/avibactam, en reservorios ambientales, lo que alerta sobre la potencial pérdida de eficacia de estas nuevas herramientas terapéuticas. Finalmente, se caracteriza la arquitectura de los elementos genéticos móviles implicados en la transferencia horizontal de genes. El análisis del plasmidoma revela que la dispersión de los genes blaCTX-M, blaKPC, blaNDM, blaVIM, blaOXA-48 y mcr está mediada por una serie de plásmidos epidémicos altamente conservados (grupos de incompatibilidad IncF, IncI1, IncN, IncL e IncX3), capaces de replicarse en diversos hospedadores. Los resultados de esta tesis validan la existencia de un flujo dinámico y bidireccional de material genético entre el hospital y el medio ambiente, y sitúan a la fauna silvestre antropizada no como un mero “espectador”, sino como un reservorio activo y amplificador de la RAM. En conclusión, se evidencia la necesidad de implementar estrategias de vigilancia genómica integrada desde la perspectiva “One Health” que incorporen el monitoreo ambiental para preservar la eficacia antimicrobiana global.","The Antimicrobial Resistance (AMR) challenge, and concretely the global emergence and dissemination of extended-spectrum beta-lactamase (ESBL), plasmid-mediated AmpC (pAmpC), and carbapenemase-producing Enterobacteriaceae constitute one of the most critical threats to current Public Health. In accordance with the guidelines of the World Health Organization (WHO) and the World Organisation for Animal Health (WOAH), this doctoral thesis addresses this issue through a comprehensive \"One Health\" approach. The study focuses on the molecular epidemiology and genomic characterization of Escherichia coli as a sentinel microorganism, analyzing its transmission dynamics at the interface connecting the human clinical setting, livestock production, the agri-food sector, and wildlife in anthropized environments. The present work investigates the bacterial population structure and the associated resistome in key ecological niches. In the agri-food sector, microbiological and molecular analysis demonstrates that the poultry and meat production chain acts as a significant reservoir of ESBL-producing E. coli (predominantly CTX-M-1 and SHV-12) and clonal lineages with established zoonotic potential, such as ST117 and the high-risk pandemic clone ST131. Simultaneously, in swine, the presence of the colistin resistance gene mcr-4 is described in the nasal microbiota of apparently healthy animals. This finding underscores the risk of silent maintenance and transmission of resistance mechanisms against polymyxins, antibiotics considered a last resort in human medicine. From the perspective of resistance ecology, the role of the white stork (Ciconia ciconia) as a bioindicator of environmental contamination and biological vector is evaluated. The obtained data demonstrate a direct correlation between the degree of habitat anthropization, specifically exposure to Urban Solid Waste, and the burden of multidrug resistance. While nestlings reflect the selective pressure of the immediate local environment, the acquisition and carriage of critical resistance determinants are detected in adult specimens associated with landfills. The isolation of Enterobacteriaceae producing carbapenemases of high clinical impact (KPC-3, NDM-1, NDM-7, VIM-1, and OXA-48) in these birds is of particular epidemiological relevance, suggesting that migratory wildlife constitutes an effective vehicle for the transboundary dissemination of these mechanisms. Through the application of Whole Genome Sequencing (WGS) techniques and phylogenomic analyses based on single nucleotide polymorphisms (SNPs) and/or core genome MLST (cgMLST), a close genetic relationship is observedbetween environmental/wildlife isolates and clinical strains recovered from hospital patients in the same geographical area. Reduced genetic distances (<10 SNPs) between isolates of different origins confirm the interspecies clonal circulation of high-risk lineages, including E. coli ST131 and hypervirulent/multidrug-resistant clones of Klebsiella pneumoniae (ST15, ST147, ST307). Furthermore, the detection of resistance phenotypes against novel beta-lactam/beta-lactamase inhibitor combinations, such as ceftazidime/avibactam, in environmental reservoirs is reported, alerting to the potential loss of efficacy of these new therapeutic tools. Finally, the architecture of the mobile genetic elements involved in horizontal gene transfer is characterized. Plasmidome analysis reveals that the spread of blaCTX-M, blaKPC, blaNDM, blaVIM, blaOXA-48, and mcr genes is mediated by a series of highly conserved epidemic plasmids (incompatibility groups IncF, IncI1, IncN, IncL, and IncX3), capable of replicating in diverse hosts. The results of this thesis validate the existence of a dynamic and bidirectional flow of genetic material between the hospital and the environment, and posit anthropized wildlife not as a mere “bystander,” but as an active reservoir and amplifier of antimicrobial resistance (AMR). In conclusion, the need to implement integrated genomic surveillance strategies from a \"One Health\" perspective that incorporate environmental monitoring is established to preserve global antimicrobial efficacy."]},{"key":"dc:format","label":"Dc Format","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Epidemiología molecular en Escherichia coli bajo el concepto One Health: filogenómica, dinámica plasmídica de beta-lactamasas emergentes y patogénesis de interés en salud pública"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Torres Manrique, Carmen (null)","Zarazaga Chamorro, Myriam (null)"],"dc:creator":["Martínez Álvarez, Sandra"],"dc:date":["2026"],"dc:description":["La resistencia a antibióticos (RAM) y, más en concreto, la emergencia y diseminación global de Enterobacterias productoras de β-lactamasas de espectro extendido (BLEE), AmpC plasmídicas (pAmpC) y carbapenemasas constituyen una de las amenazas más críticas para la salud pública actual. En consonancia con las directrices de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Mundial de la Sanidad Animal (OMSA), esta tesis doctoral aborda la problemática desde una aproximación integral \"One Health\". El estudio se centra en la epidemiología molecular y la caracterización genómica de Escherichia coli como microorganismo centinela, analizando su dinámica de transmisión en la interfaz que conecta el ámbito clínico humano, el sector agroalimentario y la fauna silvestre en ambientes antropizados. En el presente trabajo se investiga la estructura poblacional bacteriana y el resistoma asociado en nichos ecológicos clave. En el sector agroalimentario, el análisis microbiológico y molecular evidencia que el sistema de producción aviar y derivados actúa como un reservorio significativo de E. coli productor de BLEE (con predominio de CTX-M-1 y SHV-12) y de linajes clonales con potencial zoonótico establecido, tales como ST117 y el clon pandémico de alto riesgo ST131. Simultáneamente, en el ganado porcino se describe la presencia del gen de resistencia a colistina mcr-4 en la microbiota nasal de animales sanos. Este hallazgo pone de manifiesto el riesgo de mantenimiento silente y transmisión de mecanismos de resistencia frente a polimixinas, antibióticos considerados de último recurso en medicina humana. Desde la perspectiva de la ecología de la resistencia, se analiza el papel de la cigüeña blanca (Ciconia ciconia) como bioindicador de contaminación ambiental y vector biológico. Los datos obtenidos muestran una correlación directa entre el grado de antropización del hábitat, específicamente la exposición a Residuos Sólidos Urbanos y la carga de multirresistencia. Mientras que en los polluelos se observa un reflejo de la presión selectiva del entorno local inmediato, en los ejemplares adultos asociados a vertederos se detecta la adquisición y portación de determinantes de resistencia crítica. De especial relevancia epidemiológica resulta el aislamiento, en estas aves, de Enterobacterias productoras de carbapenemasas de alto impacto clínico (KPC-3, NDM-1, NDM-7, VIM-1 y OXA-48), lo que sugiere que la fauna silvestre migratoria constituye un vehículo eficaz para la diseminación transfronteriza de estos mecanismos. Mediante la aplicación de técnicas de secuenciación de genoma completo (WGS) y análisis filogenómicos basados en polimorfismos de nucleótido simple (SNPs) y/o en genoma core central (cgMLST), se evidencia una estrecha relación genética entre aislados de origen ambiental/silvestre y las cepas clínicas recuperadas de pacientes hospitalarios en la misma área geográfica. Las reducidas distancias genéticas (<10 SNPs) entre aislados de distintos orígenes confirman la circulación clonal interespecífica de linajes de alto riesgo, incluyendo E. coli ST131 y clones hipervirulentos/multirresistentes de Klebsiella pneumoniae (ST15, ST147, ST307). Asimismo, se reporta la detección de fenotipos de resistencia frente a combinaciones de β-lactámicos/inhibidores de nueva generación, como ceftazidima/avibactam, en reservorios ambientales, lo que alerta sobre la potencial pérdida de eficacia de estas nuevas herramientas terapéuticas. Finalmente, se caracteriza la arquitectura de los elementos genéticos móviles implicados en la transferencia horizontal de genes. El análisis del plasmidoma revela que la dispersión de los genes blaCTX-M, blaKPC, blaNDM, blaVIM, blaOXA-48 y mcr está mediada por una serie de plásmidos epidémicos altamente conservados (grupos de incompatibilidad IncF, IncI1, IncN, IncL e IncX3), capaces de replicarse en diversos hospedadores. Los resultados de esta tesis validan la existencia de un flujo dinámico y bidireccional de material genético entre el hospital y el medio ambiente, y sitúan a la fauna silvestre antropizada no como un mero “espectador”, sino como un reservorio activo y amplificador de la RAM. En conclusión, se evidencia la necesidad de implementar estrategias de vigilancia genómica integrada desde la perspectiva “One Health” que incorporen el monitoreo ambiental para preservar la eficacia antimicrobiana global.","The Antimicrobial Resistance (AMR) challenge, and concretely the global emergence and dissemination of extended-spectrum beta-lactamase (ESBL), plasmid-mediated AmpC (pAmpC), and carbapenemase-producing Enterobacteriaceae constitute one of the most critical threats to current Public Health. In accordance with the guidelines of the World Health Organization (WHO) and the World Organisation for Animal Health (WOAH), this doctoral thesis addresses this issue through a comprehensive \"One Health\" approach. The study focuses on the molecular epidemiology and genomic characterization of Escherichia coli as a sentinel microorganism, analyzing its transmission dynamics at the interface connecting the human clinical setting, livestock production, the agri-food sector, and wildlife in anthropized environments. The present work investigates the bacterial population structure and the associated resistome in key ecological niches. In the agri-food sector, microbiological and molecular analysis demonstrates that the poultry and meat production chain acts as a significant reservoir of ESBL-producing E. coli (predominantly CTX-M-1 and SHV-12) and clonal lineages with established zoonotic potential, such as ST117 and the high-risk pandemic clone ST131. Simultaneously, in swine, the presence of the colistin resistance gene mcr-4 is described in the nasal microbiota of apparently healthy animals. This finding underscores the risk of silent maintenance and transmission of resistance mechanisms against polymyxins, antibiotics considered a last resort in human medicine. From the perspective of resistance ecology, the role of the white stork (Ciconia ciconia) as a bioindicator of environmental contamination and biological vector is evaluated. The obtained data demonstrate a direct correlation between the degree of habitat anthropization, specifically exposure to Urban Solid Waste, and the burden of multidrug resistance. While nestlings reflect the selective pressure of the immediate local environment, the acquisition and carriage of critical resistance determinants are detected in adult specimens associated with landfills. The isolation of Enterobacteriaceae producing carbapenemases of high clinical impact (KPC-3, NDM-1, NDM-7, VIM-1, and OXA-48) in these birds is of particular epidemiological relevance, suggesting that migratory wildlife constitutes an effective vehicle for the transboundary dissemination of these mechanisms. Through the application of Whole Genome Sequencing (WGS) techniques and phylogenomic analyses based on single nucleotide polymorphisms (SNPs) and/or core genome MLST (cgMLST), a close genetic relationship is observedbetween environmental/wildlife isolates and clinical strains recovered from hospital patients in the same geographical area. Reduced genetic distances (<10 SNPs) between isolates of different origins confirm the interspecies clonal circulation of high-risk lineages, including E. coli ST131 and hypervirulent/multidrug-resistant clones of Klebsiella pneumoniae (ST15, ST147, ST307). 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