Staphylococcus aureus en animales de vida libre y medioambiente. Resistencia a antimicrobianos, virulencia, líneas genéticas circulantes y genómica comparativa stars

  1. Gómez Villaescusa, Paula
Dirigida por:
  1. Carmen Torres Manrique Directora
  2. Myriam Zarazaga Chamorro Directora

Universidad de defensa: Universidad de La Rioja

Fecha de defensa: 29 de marzo de 2019

Tribunal:
  1. Fernanda Ruiz Larrea Presidenta
  2. María Isabel Morosini Secretario/a
  3. L. Pallecchi Vocal
Tesis doctoral con
  1. Mención internacional
Departamento:
  1. Agricultura y Alimentación
Programa de Doctorado:
  1. Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biotecnológicas por la Universidad de La Rioja y la Universidad de Zaragoza

Tipo: Tesis

Repositorio institucional: lock_openAcceso abierto Editor

Resumen

Staphylococcus spp., y muy especialmente la especie S. aureus, forman parte de la microbiota normal de personas y animales sanos, pero pueden ser tambien patógenos oportunistas. S. aureus resistente a meticilina (SARM), supone un grave problema de salud, ya que muestra resistencia a casi todos los antibióticos β-lactámicos. En el año 2005, se detectó por primera vez una línea genética SARM del complejo clonal CC398 asociado a ganado (SARM-AG), cuyo principal reservorio es el porcino. Desde entonces, se viene observando una gran diseminación de esta línea y también su transferencia a personas en contacto directo o indirecto con animales. En el año 2011 se describió un nuevo gen mec (mecC), asociado a líneas genéticas de S. aureus adaptadas a animales, especialmente CC130. SARM-mecC es un problema emergente detectado en animales de producción y de vida libre y esporádicamente en personas. Los ecosistemas humano, animal y ambiental están interconectados, permitiendo un flujo de bacterias y de genes entre ellos. El estudio de la epidemiología molecular bacteriana requiere indiscutiblemente un enfoque global e integrador (un mundo, una salud) como el planteado en esta tesis. Se han estudiado muestras ambientales [aguas superficiales, aguas de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) tratadas y no tratadas] y de animales de vida libre [micromamíferos, ciervos y cigüeñas] para el aislamiento y caracterización de Staphylococcus. Asimismo, mediante la secuenciación completa del genoma, se ha realizado la comparativa de cepas CC130 de distintos orígenes y de cepas CC398, ambas líneas genéticas emergentes en la interfaz animal-hombre. Tanto en las aguas residuales como en las superficiales se detectó una elevada variabilidad de especies, siendo S. aureus, S. equorum, S. vitulinis, S. lentus y S. sciuri, las más abundantes en aguas de EDAR y S. aureus, S. epidermidis, S. vitulinis, S. sciuri y S. fleurettii las más frecuentes en aguas superficiales. En aguas residuales tratadas se detectó un SARM-ST398-t011 (scn-negativo), que además presentó un fenotipo de multiresistencia. El resto de cepas S. aureus procedentes de EDAR fueron sensibles a meticilina pero algunas de ellas contenían numerosos genes de enterotoxinas. En aguas superficiales no se detectaron cepas SARM, y los S. aureus aislados pertenecían a CCs asociados con humanos (CC5) o adaptados a animales (CC130, CC133). El 21,8% de los Staphylococcus coagulasa negativo (SCoN) aislados de EDAR contenían el gen mecA y el 15,6% presentaron un fenotipo de multiresistencia a antimicrobianos. En los SCoN de aguas superficiales, estos porcentajes ascienden hasta el 30,5 y 23,7%, respectivamente. En los animales de vida libre se caracterizaron las cepas de Staphylococcus coagulasa positivo (SCoP). Las prevalencias detectadas de S. aureus fueron: micromamíferos (13%), ciervos (24,6%) y cigüeñas (34,8%), existiendo una gran diferencia en este último caso en función de si se alimentaban en zonas con influencia humana (55,8%) o en parajes naturales (16,3%). El 2% de los micromamíferos y el 17% de los ciervos analizados (los animales procedían de la misma finca) fueron portadores de cepas SARM, siendo todas ellas mecC‑positivas, tipadas como ST1945 y portadoras de genes del sistema IEC (tipo E). Se trata de la primera descripción de cepas SARM-mecC-IEC-positivas; tampoco se había descrito hasta la fecha ninguna cepa IEC-positiva perteneciente al CC130. La similitud de estas cepas en los análisis realizados, sugiere una transmisión animal-animal. El resto de S. aureus de ciervos y micromamíferos fueron sensibles a meticilina y al resto de antimicrobianos testados, tipándose como CC5 y CC1956 (en micromamíferos) y CC133 (en ciervos). Por otro lado la diversidad clonal de S. aureus aislados de cigüeñas fue muy elevada, destacando la detección de tres cepas SARM, una mecC-IEC-negativa (ST3061-CC130) y dos mecA-positivas (una CC5 y otra CC398-AG). Entre las cepas SASM se detectó el linaje CC398 con diferentes spa-tipos (entre ellos t571, IEC tipo-C y erm(T)-positivo, asociado con infecciones invasivas en humanos); otros linajes detectados fueron: CC5, CC7, CC22, CC30, CC45, CC59 y CC133. El análisis de las secuencias completas del genoma de 18 S.aureus aislados de múltiples especies animales, pertenecientes a 6 secuencias tipo adscritas al CC130 (14 SARM y 4 SASM), permitió establecer posibles relaciones de filogenia. Los resultados obtenidos muestran que, salvo para la línea ST700, el genoma-núcleo no presentaba secuencias características diferenciales que permitieran agrupar las cepas en función de la especie animal o del área geográfica de origen, aunque si parece existir una cierta agrupación en función del fenotipo de resistencia a meticilina y de la secuencia tipo. El estudio de genómica comparativa de dos cepas ST398-t011, una SASM y otra SARM, aisladas de un transportista en contacto con ganado porcino, mostró que ambas pertenecían al clado animal y que presentaban una relación clonal muy elevada. Los resultados obtenidos sugieren el cambio evolutivo de SARM a SASM por la pérdida del gen mecA (asociado a un fragmento de 17342pb), probablemente debido a la recombinación de unas primasas putativas, que originó un SCCmec remanente.