Vigilancia y caracterización genómica de cepas multirresistentes de Escherichia coli (BLEE y AmpC) aisladas de bovinos sanos y enfermos
Beatriz Oporto 1, Medelin Ocejo1, Gorka Aduriz1, Ana Hurtado1
(1)-NEIKER – Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, Departamento de Sanidad Animal, Basque Research & Technology Alliance (BRTA), 48160 Derio, Bizkaia, España
La aparición y diseminación de bacterias multirresistentes se ha convertido en una seria amenaza para la salud pública, haciendo imprescindible establecer sistemas de vigilancia que permitan su detección y control. Los aislados de Escherichia
coli productoras de β-lactamasas de espectro extendido (BLEE y AmpC) destacan por su rápida propagación entre los seres humanos y los animales destinados a la producción de alimentos, por lo que son una excelente diana para la vigilancia. Este estudio tuvo como objetivo caracterizar y comparar mediante secuenciación de genoma completo (WGS), aislados obtenidos de bovinos sanos y de casos clínicos, con el fin de evaluar la diversidad genética de cepas de E.
coli (BLEE/AmpC) multirresistentes presentes en las explotaciones bovinas del Norte de España.
Los aislados procedentes de animales sanos se recogieron de heces rectales de 250 bovinos en dos mataderos del País Vasco durante 2022-2023 procesados en 51 pooles
(cada pool formado por aprox. 5 animales procedentes del mismo matadero y fecha de muestreo). Tras un pre-enriquecimiento, se realizó un subcultivo en medio selectivo agar MacConkey suplementado con cefotaxima (1 mg/L) para el aislamiento de E. coli (BLEE y/o AmpC). Mediante microdilución en placa se determinaron los perfiles de resistencias antimicrobianas, seleccionando para WGS cepas con una variedad de perfiles fenotípicos de multirresistencia representativos. Por otro lado, se seleccionaron aislados de E. coli BLEE y/o AmpC multirresistentes procedentes de casos clínicos (mayoritariamente muestras de origen gastrointestinal) de explotaciones bovinas del norte de España, caracterizados previamente mediante el sistema VITEK®2 (Biomerieux). En total, se secuenciaron los genomas de 38 aislados (12 de sanos y 26 de enfermos) utilizando la tecnología Oxford Nanopore para posteriormente determinar los filogrupos, los perfiles MLST, los determinantes genéticos de resistencia antimicrobiana (DGR), los factores de virulencia (FV) y caracterizar los plásmidos.
Las
cepas de E. coli se clasificaron mayoritariamente en los filogrupos A (44,7%), B1 (26,3%) y C (18,4%), aunque las de bovinos enfermos se asociaron mayoritariamente al filogrupo A (50%) y los sanos al B1 (42%). Los filogrupos D y G fueron minoritarios y exclusivos de animales enfermos. En general, se observó una gran diversidad genómica, con un total de 23 perfiles ST (Sequence Type) de MLST (9 en sanos y 18 en enfermos), la mayoría (16) representados por una única cepa. Cuatro STs (ST-10, ST-58, ST-88, ST-744) se detectaron tanto en animales sanos como en enfermos. Las cepas clínicas presentaron más plásmidos y de mayor tamaño que las de animales sanos (mediana = 93.781 vs. 73.429 bp). Se identificaron hasta 9 tipos de plásmidos según su replicón en cepas de animales enfermos y 7 en sanos, destacando IncF (71,0% aislados), seguido de IncI (42,1%) e IncH (39,5%). El 97,4% de los aislados albergaron plásmidos portadores de FV, siendo los plásmidos IncF los que presentaron un mayor número (>10 FV en el 57,7% aislados de enfermos y 50% en sanos). En un porcentaje muy alto de aislados se identificaron DGRs frente a β-lactámicos (100% aislados), aminoglucósidos (94,7%), antagonistas de la ruta del folato (94,7%), tetraciclinas (84,2%), quinolonas (78,9%) y fenicoles (73,7%), mientras que los DGRs asociados a resistencia a macrólidos (34,2%), rifampicinas (34,2%) y lincosamidas (28,9%) fueron menos prevalentes. El número de genes de resistencia por cepa fue mayor en aislados asociados a casos clínicos que en sanos (mediana = 15 vs.10). Las mutaciones puntuales (SNPs) asociadas a resistencia a quinolonas fueron más prevalentes en animales enfermos (73,1%) que en sanos (8,3%), mientras que el SNP en el promotor ampC, ligado a resistencia a β-lactámicos, fue más frecuente en animales sanos que enfermos (25,0% vs. 7,7%). Todas las cepas clínicas y el 91,7% de las procedentes de animales sanos fueron portadoras de algún plásmido con genes de resistencia (hasta 3 tipos de plásmidos distintos en una misma cepa). Los plásmidos IncH e IncF presentaron la mayor carga de genes de resistencia. El 38,5% de las cepas de animales enfermos y el 25% de las de sanos, portaban 12-20 genes de resistencia a hasta 8 clases de antimicrobianos en un plásmido tipo IncH o IncF.
La secuenciación de fragmentos largos aplicada a WGS ha permitido profundizar en el conocimiento de las cepas presentes en las explotaciones bovinas, evidenciado la notable diversidad genética de E. coli (BLEE/AmpC) multirresistente, así como la circulación de plásmidos portadores de genes de resistencia y virulencia. Además, se han observado diferencias en la distribución y localización de DGRs entre animales sanos y enfermos. Los resultados de este estudio pueden sentar las bases para implementar estrategias de control y vigilancia más eficaces, que permitan detectar de forma temprana las cepas multirresistentes y limitar su propagación en explotaciones ganaderas, contribuyendo así a mejorar el estado sanitario del rebaño y a reforzar la primera línea de la seguridad alimentaria.
Financiación: Departamento de Alimentación, Desarrollo Rural, Agricultura y Pesca del Gobierno Vasco (Proyecto URAGAN 21-00012).