Enterococcus faecalisnuevas perspectivas sobre la estructura poblacional y el impacto de los elementos genéticos móviles en la evolución

Abstract

Enterococcus faecalis es una especie bacteriana generalista que habita en una amplia variedad de hospedadores como mamíferos, reptiles insectos y aves, siendo la causa potencial de graves infecciones en todos ellos. Esta especie es también uno de los principales patógenos nosocomiales y reservorios de genes que confieren resistencia a antibióticos. Para definir la estructura poblacional de E. faecalis es importante identificar las principales líneas clonales causantes de infecciones en hospedadores relevantes. Existen estudios basados en el análisis de datos de MLST mediante la aplicación de herramientas como eBURST o BAPS (Análisis Bayesiano de la Estructura Poblacional) así como de cgMLST (Core genome MLST), los cuales revelan una estructura epidémica con una alta tasa de recombinación/ mutación. Estos estudios destacan las dificultades para establecer una estructura poblacional y para elucidar o resolver la historia evolutiva de algunos de los linajes clonales. Además, el limitado número de genomas provenientes de hospedadores no humanos y las escasas herramientas para analizar especies con alta recombinación impide la confirmación de esta hipótesis. El análisis de cepas de animales salvajes es una buena aproximación para expandir el conocimiento disponible sobre la estructura poblacional de E. faecalis. Estos hospedadores están sometidos a una gran variedad de presiones selectivas (como antibióticos, metales pesados, biocidas u otros compuestos) y tienen una amplia red de contactos en los distintos ambientes que promueven el intercambio y el flujo entre diferentes comunidades bacterianas. Además, recientemente hemos creado nuevas herramientas en nuestro grupo y con los consorcios en los que participamos que nos permiten un estudio profundo del pangenoma de E. faecalis. Esta tesis está dividida en tres capítulos principales centrados en el análisis de la estructura poblacional de E. faecalis así como de elementos genéticos móviles que juegan un papel importante en la evolvabilidad de la especie. El capítulo I aporta nuevas perspectivas sobre la estructura poblacional de E. faecalis y sus adaptaciones a nichos específicos. También proporciona un análisis detallado del pangenoma de la especie (genoma core y genoma accesorio) y discute su influencia en la evolvabilidad de esta especie. El capítulo II caracteriza la diversidad, evolución y movilización del transposón Tn5801, un miembro de la familia de los Tn916 muy poco estudiado hasta el momento. La transferabilidad de Tn5801 fue demostrada entre cepas de E. faecalis con distinta base epidemiológica, incluso en el caso en el que la cepa ya portase otro miembro de la familia de Tn5801. La importancia de este resultado reside en que este transposón tiene un sitio de inserción con una secuencia específica en el cual se inserta su tirosina recombinasa, que reconoce el extremo 3 de una guanosin monofosfato sintasa (GMP), el gen guaA, un gen que sirve como sitio de inserción a numerosas islas genómicas de Firmicutes. El capítulo III consiste en el análisis del contexto genético de los transconjugantes obtenidos de la transferencia de Tn5801. El objetivo de esta sección es comprender los eventos de movilización y su influencia en la tasa de crecimiento de estas bacterias. Este estudio no prueba únicamente la inesperada transferabilidad e integración de más de una copia de estos transposones conjugativos, sino que además define un nuevo elemento móvil de 33kb que forma un tándem con la variante Tn5801.B15 del elemento. Este nuevo transposon recibe el nombre de ICEEfsAsa1. El trabajo realza la diversidad de los eventos de transferencia horizontal de genes destacando la creación y acreción de tándems tras la recombinación sitio específica. Esta estrategia podría permitir la selección de persistencia de algunos clones patógenos.