Científicos brasileños investigan la diversidad de bacterias E. coli en pacientes hospitalizados

El objetivo de este estudio consistió en analizar el perfil de virulencia y de resistencia a los antibióticos del principal agente infeccioso del tracto urinario

Por Ricardo Muniz  |  Agência FAPESP – El intestino del ser humano es un ambiente repleto de microorganismos a los que colectivamente se les da el nombre de microbiota intestinal. Esa flora es beneficiosa para la salud y fortalece el sistema inmunológico en la mayoría de los individuos, al mejorar el metabolismo y cumplir también diversas funciones en el organismo.

Una de las bacterias que forman parte de ese ambiente es la Escherichia coli. Prácticamente todas las personas tienen esa bacteria en los intestinos, donde desempeña funciones relevantes, como la producción de algunos tipos de vitaminas, por ejemplo. “Pero existe una diversidad genética muy grande dentro de esa especie, y algunos de sus miembros son patogénicos, es decir que causan enfermedades, tales como las infecciones del tracto urinario”, explica Tânia Gomes do Amaral, coordinadora del Laboratorio Experimental de Patogenicidad de Enterobacterias (LEPE), de la Escuela Paulista de Medicina de la Universidad Federal de São Paulo (EPM-Unifesp), en Brasil. “La E. coli es el principal agente de este tipo de infecciones tanto entre individuos sanos como entre personas que se encuentran hospitalizadas o bajo atención de servicios asociados a la asistencia sanitaria.”

Gomes do Amaral firma junto a 12 investigadores y estudiantes de posgrado un artículo publicado en la revista Pathogens sobre la virulencia de esta bacteria y su resistencia a los antibióticos entre pacientes hospitalizados. “Enfocamos nuestro estudio en la población internada, pues los pacientes que permanecen hospitalizados durante largos períodos de tiempo tienen más probabilidades de pasar por diversos procedimientos, tales como la aplicación de sondas urinarias o accesos venosos, por ejemplo. Si bien estos procedimientos se llevan a cabo para asegurar el soporte a la vida, pueden facilitar la entrada de bacterias en el cuerpo y promover infecciones”, dice Gomes do Amaral, quien obtuvo su doctorado en microbiología e inmunología en la EPM en el año 1988, con una parte de la investigación realizada en Estados Unidos, en la New York University Medical School y en el Center for Vaccine Development de la University of Maryland, en Baltimore.

El trabajo publicado presenta una parte de los resultados de un estudio más amplio, coordinado por Gomes do Amaral, en el cual se evalúa la virulencia y la resistencia a los antimicrobianos de cepas de E. coli asociadas a las infecciones del tracto urinario, que contó con el apoyo de la FAPESP en el marco de tres proyectos (18/17353-7, 19/21685-8 y 17/14821-7). El principal objetivo de esta parte del estudio, realizada bajo la forma de la tesina de maestría de José Francisco Santos Neto, consistió en conocer y entender la diversidad de las E. coli que colonizan el intestino de las personas hospitalizadas, analizando aspectos relacionados con el potencial de causar infecciones y el perfil de resistencia a los antibióticos. Asimismo, se verificó qué bacterias causaron infecciones en los pacientes durante el período del estudio para confirmar la frecuencia de las llamadas infecciones endógenas, causadas por bacterias de la microbiota del propio paciente.

Inicialmente, el grupo de la Unifesp investigó la diversidad genética y la resistencia a los antibióticos de las cepas de E. coli existentes en los intestinos de los pacientes hospitalizados. Se secuenciaron entonces los genomas de esas cepas y de otras aisladas en la orina de los pacientes que participaron en el estudio. Y se concretaron análisis comparativos entre los distintos linajes a los efectos de evaluar la propagación de los microorganismos dentro del ambiente hospitalario. “Comparamos también los genomas de esas cepas con los de linajes de E. coli aislados en diferentes partes del mundo para detectar la existencia entre los pacientes del estudio de bacterias patogénicas propagadas globalmente”, detalla Ana Carolina de Mello Santos, posdoctoranda del LEPE.

El equipo de científicos logró determinar el origen endógeno de la infección urinaria en la gran mayoría de los participantes del estudio (> 70 %). También comprobó que en los pacientes existen al menos dos poblaciones genéticamente distintas de E. coli en sus intestinos. Otro hallazgo indicó que aproximadamente un 30 % de las personas analizadas estaban colonizadas por cepas de E. coli no fermentadoras de lactosa (menos comunes), y algunos de los pacientes estudiados solamente poseían bacterias con esa característica en la microbiota intestinal. “Este hallazgo es sumamente interesante, pues en otros estudios internacionales en los que se evalúa la composición de la microbiota humana no se analizan las E. coli no fermentadoras de lactosa”, comenta De Mello Santos.

Otro punto que se pone de relieve en el estudio es la presencia de bacterias que contienen todos los marcadores genéticos para su clasificación como patogénicas. Este tipo de bacterias se hacía presente en los intestinos de todos los pacientes que aún no habían desarrollado infecciones. “Cuando pensamos en pacientes hospitalizados y potencialmente más susceptibles a contraer infecciones debido a las diversas condiciones de salud que los llevaron a su internación, la colonización provocada por patógenos es el primer paso para que una infección pueda materializarse e impactar en la estadía y en el manejo de esos pacientes en el ambiente hospitalario”.

Por último, se detectó en los intestinos de algunos pacientes la presencia de E. coli portadoras de resistencia a antibióticos importantes, tales como las cefalosporinas de tercera generación y la colistina. En todos los pacientes en los cuales se verificó la colonización intestinal provocada por bacterias resistentes a estos fármacos, las mismas bacterias también estaban causando infección urinaria endógena, es decir que las bacterias multirresistentes estaban en los intestinos de estos colonizándolos, y llegaron al tracto urinario, en donde causaron infecciones.

“De este modo, se hace evidente que un análisis temprano de las bacterias presentes en los intestinos de los pacientes hospitalizados, al menos en el caso de las infecciones causadas por E. coli, puede facilitar y orientar el tratamiento e identificar a los pacientes que presentan riesgos de padecer una evolución hacia enfermedades extraintestinales, tales como las infecciones urinarias, que constituyeron el enfoque del nuestro estudio”, sostiene Gomes do Amaral. “Desconocemos si este hallazgo también valdría para otras bacterias que habitan en la microbiota intestinal humana, tales como las de los géneros Klebsiella, Enterobacter, Pseudomonas y otras que pueden causar infecciones en los pacientes cuando llegan a ubicaciones extraintestinales”, añade. En general, las bacterias de estos géneros son mucho más resistentes a los antibióticos que las cepas de E. coli, razón por la cual se erigen como un problema de salud pública aún mayor en el ambiente hospitalario brasileño.

Las investigadoras remarcan que las E. coli resistentes a las cefalosporinas de tercera generación y a la colistina, como las detectadas en la microbiota de los pacientes hospitalizados, son consideradas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como patógenos de riesgo crítico. “La presencia en la microbiota humana de bacterias resistentes y relacionadas con infecciones humanas es sumamente preocupante, toda vez que pueden propagarse hacia la población fuera del ambiente hospitalario.”

Frente a estos hallazgos, otro cuestionamiento importante que plantea este estudio se relaciona con el momento en el que comienza la colonización intestinal que realizan estas bacterias multirresistentes y virulentas. Los autores del artículo no han logrado definir si las bacterias resistentes a las cefalosporinas y a la colistina ya estaban en los intestinos de los pacientes antes de la hospitalización o si empezaron a colonizar a estos pacientes en el ambiente hospitalario.

El análisis de los genomas de las cepas hizo posible la identificación de clones de “riesgo global” pues causan enfermedades graves y están asociados a la resistencia contra los antimicrobianos, comenta Gomes do Amaral. “Entre ellos detectamos en los intestinos de dos pacientes analizados un clon idéntico a otros que se aislaron en infecciones del tracto urinario en la ciudad Londrina, Paraná [un estado brasileño], en Estados Unidos y en países de Europa y Asia. Esta identificación demuestra que algunas cepas halladas en el estudio son clones generalmente asociados a infecciones en todo el mundo.” 

Cuando un paciente es hospitalizado, esta información es importante, toda vez que el conocimiento sobre el perfil de virulencia y resistencia de las bacterias puede utilizarse para orientar la prevención de infecciones en áreas del organismo situadas fuera de los intestinos, como así también de la propagación de esas bacterias hacia otros pacientes internados.

El artículo intitulado Virulence Profile, Antibiotic Resistance, and Phylogenetic Relationships among Escherichia coli Strains Isolated from the Feces and Urine of Hospitalized Patients se encuentra disponible en el siguiente vínculo: www.mdpi.com/2076-0817/11/12/1528.