La salmonela posee resistencia a diferentes tipos de antibióticos

Esto es lo que indica una investigación sobre esta bacteria común que provoca infecciones alimentarias. También se identificaron 39 genes responsables de dicha resistencia

Por Peter Moon  |  Agência FAPESP – Entre 2000 y 2015, el Ministerio de Salud de Brasil registró 11.524 brotes de enfermedades transmitidas por alimentos en todo el país: fueron 219.909 enfermos y 167 muertes. El principal agente causal de los brotes de infecciones alimentarias, diarrea y gastroenteritis lo constituyen las bacterias, y las más frecuentes son las del género Salmonella, con 31,7 mil casos diagnosticados (el 14,4% del total), seguidas por Staphylococcus aureus (un 7,4%) y Escherichia coli (un 6,1%).

Otro estudio, realizado por el Ministerio de Desarrollo Social de Brasil, indica que el 42,5% de los brotes alimentarios confirmados en laboratorio en el país entre 1999 y 2009 tuvo como agentes etiológicos a bacterias del género Salmonella.

La investigación genómica de las principales bacterias implicadas en las enfermedades diarreicas agudas constituye el tema de investigación de un grupo de científicos de la Universidad de São Paulo encabezado por Juliana Pfrimer Falcão, docente de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto − FCFRP (en el estado de São Paulo, Brasil). En un trabajo que salió publicado en la revista PLOS ONE, las biomédicas Amanda Aparecida Seribelli y Fernanda Almeida, del grupo de Pfrimer Falcão, secuenciaron y estudiaron el genoma de 90 muestras (o cepas) de una serovariedad específica de la Salmonella enterica llamada Salmonella Typhimurium (la abreviatura de Salmonella enterica subespecie 1 serotipo Typhimurium).

Las 90 muestras fueron aisladas entre 1983 y 2013 en el Instituto Adolfo Lutz de Ribeirão Preto y en la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) de Río de Janeiro. Y suministran un retrato de la epidemiología de salmonelosis en Brasil durante los últimos 30 años, pues provienen de todas las regiones del país. Se las extrajo de pacientes acometidos por infecciones alimentarias, o se las tomó en alimentos contaminados tales como carne de aves y porcinos, embutidos inclusive, o en vegetales, lechuga entre otros. 

“En lo atinente a humanos, recibimos muestras de sangre, de abscesos cerebrales y de materia fecal diarreica", declaró Seribelli a Agência FAPESP.

Al testear la acción de los antibióticos en cada una de las 90 cepas, se descubrió que la gran mayoría de las mismas se mostró resistente a distintos tipos de antibióticos que forman parte del arsenal de la medicina. El estudio también resultó en la identificación de 39 genes responsables de la resistencia a los antibióticos.

Participan en este trabajo investigadores de la Fiocruz, de la Facultad de Ciencias Agrarias y Veterinarias de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) y del Instituto Adolfo Lutz. La secuenciación de las 90 cepas de Salmonella Typhimurium se realizó bajo los auspicios de la Food and Drug Administration (FDA), la agencia federal estadounidense encargada del control de la calidad de alimentos y los medicamentos en dicho país, durante el doctorado sándwich de Fernanda Almeida.

El análisis comparativo del genoma, del transcriptoma y de la caracterización fenotípica de linajes de Salmonella Typhimurium aislados en humanos y en alimentos en Brasil contó con el apoyo de la FAPESP, del FDA y de la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior – Capes, de Brasil.

La salmonelosis

Salmonella es un género sumamente heterogéneo, compuesto por dos especies: Salmonella bongori y Salmonella enterica. Esta última es la mayor responsable de los casos de infección alimentaria en Brasil y en el mundo. El tracto intestinal de hombres y animales es el principal reservorio natural de este patógeno, y los alimentos de origen aviar y porcino constituyen importantes vías de transmisión.

Existen seis subespecies de la bacteria Salmonella enterica, que a su vez se subdividen en otras 2,6 mil serovariedades. Las serovariedades son variantes dentro de una misma especie, que es la caracterización de un microorganismo de acuerdo con la identificación de sus antígenos.

Entre las subespecies de Salmonella enterica, la más importante desde el punto de vista epidemiológico es S. enterica subespecie enterica, causante de la infección alimentaria denominada salmonelosis. Los síntomas de la mismas son la diarrea, la fiebre, los cólicos abdominales y los vómitos.

S. enterica subespecie enterica es la principal responsable de los 31,7 mil casos de salmonelosis registrados en Brasil entre 2000 y 2015. Entre sus diversas serovariedades, las que se han aislado más frecuentemente son S. Typhimurium y S. Enteritidis.

S. Enteritidis es una de las principales serovariedades causantes de salmonelosis y se propagó a partir de una pandemia que empezó en Europa en la década de 1990. En tanto, S. Typhimurium era la serovariedad que prevalecía antes de esa pandemia, pero que no por ello dejó de seguir causando infecciones.

Almeida comenta que el total de las 90 muestras analizadas en el marco de este estudio pertenecen a las bacterias de la serovariedad S. Typhimurium. En el mismo laboratorio de Análisis Clínicos, Toxicológicos y Bromatológicos de la FCFRP, otro investigador lleva adelante en estos momentos la secuenciación y el análisis de muestras de la serovariedad S. Enteritidis.

Con relación a la serovariedad S. Typhimurium, le cupo a Almeida llevar las 90 muestras a Estados Unidos en 2015. “Allá, en el Centro de Seguridad Alimentaria y Nutrición Aplicada del FDA, en Maryland, se secuenció su genoma bajo la supervisión del investigador Marc W. Allard”, dijo.

El genoma de S. Typhimurium posee 4,7 millones de pares de base. Al hacerse las cuentas, puede percibirse que este trabajo generó una montaña de datos. Más específicamente, son 423 millones de bases correspondientes a la suma de los 90 genomas.

De regreso a Ribeirão Preto, Almeida compartió con Seribelli la tarea de desmenuzar y comparar los genomas de las diversas cepas con miras a comprender su diversidad y la relación evolutiva existente entre ellas.

Almeida informa que la técnica utilizada fue el genotipado con SNPs (se pronuncia “snips”, las siglas en inglés de “polimorfismos de un solo nucleótido”). Se trata de un proceso tendiente a identificar la composición genética (el genotipo) de cada cepa examinando su secuencia de ADN. Los SNPs constituyen uno de los tipos más comunes de marcadores de la variación genética. Los resultados filogenéticos separaron las 90 cepas de S. Typhimurium en dos grandes grupos: A y B.

“El grupo de las muestras recolectadas en alimentos difiere del grupo de muestras extraídas de pacientes humanos. Los aislados alimentarios se distribuyeron en los grupos A y B en números relativamente similares, lo cual sugiere que existe más de un subtipo en circulación en Brasil. Los aislados de humanos fueron más prevalentes en el grupo B, lo cual sugiere la existencia de un subtipo probablemente más adaptado entre las cepas aisladas en humanos en el país”, dijo Seribelli.

Otra parte importante de la investigación apuntó a verificar el grado de resistencia a los antibióticos de cada una de las 90 cepas. De acuerdo con este trabajo, 65 (72,2%) de las 90 cepas de S. Typhimurium se mostraron resistentes a los antibióticos de la clase de las sulfonamidas, 44 (48,9%) cepas eran resistentes a la estreptomicina, 27 (30%) a la tetraciclina, 21 (23,3%) a la gentamicina y siete (7,8%) eran resistentes a las cefalosporinas.

El origen de la resistencia

En el trabajo con SNPs se identificó un total de 39 genes de resistencia a distintos tipos de antibióticos, tales como aminoglucósidos, tetraciclinas, sulfonamidas, trimetoprima, betalactámicos, fluoroquinolonas, fenicol y macrólidos. También se constató la existencia de mutaciones puntuales en algunos de los genes, como en gyrA, gyrB, parC y parE.

"Llama la atención a resistencia de S. Typhimurium a antibióticos que pueden aplicarse en el tratamiento de la enfermedad. Son fármacos que se encuentran a disposición de los médicos para el combate contra infecciones que presentan resistencia. Y constituyen la segunda línea de defensa, cuando los microorganismos no se mueren debido a la acción del sistema inmunológico del paciente, toda vez que normalmente la salmonelosis es una enfermedad autolimitada y que no requiere del uso de antibióticos. El mayor problema surge cuando esto falla y la bacteria se vuelve invasiva”, dijo Seribelli.

Otro punto que llamó la atención de los científicos residió en los distintos grados de resistencia de las cepas cuando se las distribuyó a lo largo de los 30 años de recolecciones.

"Las muestras de S. Typhimurium tomadas a mediados de 1990 mostraban una mayor resistencia a los antibióticos que aquéllas que pasaron a circular entre la población al cabo de ese período. La posible explicación de esto reside en la emergencia a comienzos de la década de 1990 de la serovariedad S. Enteritidis, que se convirtió desde entonces en uno de los principales agentes en los casos de salmonelosis”, dijo Seribelli.

La serovariedad S. Enteritidis es conocida desde la década 1950, pero respondía por una cantidad menor de casos en el conjunto de la epidemiología de Salmonella. Esto cambió radicalmente a partir de la mencionada pandemia de S. Enteritidis en Europa, en el viraje de los años 1980 a los años 1990, cuando se propagó por el mundo.

"Desde entonces, S. Enteritidis es una de las serovariedades más prevalentes en Brasil y en el mundo. Por ende, es una serovariedad a la que también puede combatírsela mediante la aplicación de antibióticos, de ser necesario”, dijo Seribelli.

Almeida explica que S. Typhimurium aún siguen siendo una de las principales serovariedades aisladas de humanos, animales y alimentos en Brasil y en el mundo. 

A partir de la pandemia de S. Enteritidis a mediados de 1990, la cantidad de cepas resistentes aparentemente disminuyó con relación a las cepas de antes de los años 1990, pero no se sabe si la virulencia de esas cepas aumentó para que se adaptasen en ese nuevo nicho.  

“El principal resultado de este trabajo fue descubrir la gran cantidad de genes de resistencia a antimicrobianos hallada en las muestras, considerando que son muestras aisladas en humanos y en alimentos. Se constata así que existe actualmente en Brasil un riesgo muy grande de contaminación a partir de los alimentos con linajes de Salmonella resistentes a los antimicrobianos”, declaró Almeida a Agência FAPESP.

Puede leerse el artículo intitulado Phylogenetic and antimicrobial resistance gene analysis of Salmonella Typhimurium strains isolated in Brazil by whole genome sequencing (doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201882) de Fernanda Almeida, Amanda Aparecida Seribelli, Marta Inês Cazentini Medeiros, Dália dos Prazeres Rodrigues, Alessandro de Mello Varani, Yan Luo, Marc W. Allard y Juliana Pfrimer Falcão, en el siguiente enlace: journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0201882.