• Portada
26/10/2023

Mutagènesi i transferència lateral de gens: processos implicats en la defensa bacteriana front els bacteriòfags

Bacteriofags

Un dels majors reptes sanitaris de  l’actualitat és combatre la resistència bacteriana als antibiòtics. L’ús de  bacteriòfags (virus que únicament infecten bacteris) és una de les estratègies més prometedores amb aquesta finalitat, però els bacteris també poden desenvolupar resistències i mecanismes de defensa contra ells. El grup de Microbiologia Molecular del Departament de Genètica i de Microbiologia estudia com emergeixen aquestes resistències i mecanismes de defensa i ha obtingut resultats destacats en un treball on s’ha utilitzat un còctel de tres bacteriòfags contra Salmonella enterica serovar Typhimurium, un dels principals agents causants de malaltia gastrointestinal en humans.

La resistència bacteriana als antibiòtics suposa el problema sanitari més gran del segle XXI i és urgent desenvolupar noves estratègies per abordar-lo de forma global des d'una perspectiva One Health. La teràpia fàgica ha anat guanyant especial rellevància davant aquesta preocupant realitat. Tot i això, l'ús de fags en el control de patògens pot generar l'emergència de variants bacterianes resistents a ells de la mateixa manera que ha passat amb l'emergència de resistència a antibiòtics.

El grup de Microbiologia Molecular del Departament de Genètica i de Microbiologia de la UAB, dirigit per la Dra. Montserrat Llagostera, ha estudiat l'emergència de resistències i mecanismes de defensa davant d'un còctel de tres bacteriòfags en el patogen Salmonella enterica serovar Typhimurium. Per això, s'han aïllat i estudiat, amb mètodes microbiològics convencionals, moleculars i de bioinformàtica, variants de Salmonella amb susceptibilitat reduïda als fags en cultius de laboratori de Salmonella infectats amb fags (LAB), en rodanxes de pernil cuit contaminades amb Salmonella i tractades amb fags, com a model de seguretat alimentària (FOOD), i en teràpia fàgica oral en pollastres d'engreix contaminats amb Salmonella (TF). Aquest estudi, publicat a la revista Frontiers in Cellular and Infectious Microbiology, evidencia que la freqüència d'aïllament d'aquestes variants a LAB és molt més gran que la trobada a FOOD i a TF.

Es demostra que les causes de l’emergència d’aquestes variants són diferents en funció de l’escenari. Així, aquestes variants a LAB i FOOD són resistents als fags per mutacions en els gens rfc i rfaJ implicats en la síntesi dels receptors fàgics. Contràriament, no s'han detectat variants resistents a fags en TP, però sí variants que deuen contenir algun mecanisme d'interferència amb el cicle multiplicatiu dels fags. Aquests mecanismes han d'estar codificats en plasmidis conjugatius presents en la microbiota intestinal dels pollastres. Així, s'ha demostrat per primera vegada que l'adquisició de plasmidis per transferència lateral pot tenir més rellevància que la mutagènesi en l’emergència de bacteris amb susceptibilitat reduïda a fags, i també s’ha constatat que la probabilitat que es produeixin aquests processos biològics no afecta significativament l'èxit del biocontrol d'aliments ni de la teràpia fàgica oral.

M. Pilar Cortés Garmendia

Departament de Genètica i de Microbiologia
Universitat Autònoma de Barcelona
mariapilar.cortes@uab.cat


Montserrat Llagostera Casas

Departament de Genètica i de Microbiologia
Universitat Autònoma de Barcelona
montserrat.llagostera@uab.cat

Referències

López-Pérez J, Otero J, Sánchez-Osuna M, Erill I, Cortés P, Llagostera M. Impact of mutagenesis and lateral gene transfer processes in bacterial susceptibility to phage in food biocontrol and phage therapy. Front. Cell. Infect. Microbiol. (2023). Volume 13 - 2023 | doi: 10.3389/fcimb.2023.1266685

 
View low-bandwidth version