Epidemiología molecular en Escherichia coli bajo el concepto One Health: filogenómica, dinámica plasmídica de beta-lactamasas emergentes y patogénesis de interés en salud pública
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.
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