En tema El microbioma intestinal como reservorio de resistencia a los antimicrobianos Reproducir nota Anthony WE, Burnham CD, Dantas G, Kwon JH. The Gut Microbiome as a Reservoir for Antimicrobial Resistance. J Infect Dis. 2021;223(12 Suppl 2): S209-S213. Síntesis y comentarios a cargo de Dra. Mariana Ceriotto. SÍNTESIS Introducción Los antimicrobianos (AM) transformaron la práctica de la medicina, pero desde el momento en que se descubrieron, su eficacia se vio comprometida por la aparición de resistencia a los antimicrobianos (RA). Esta puede codificarse en genes de resistencia a los antibióticos (GRA) o mutaciones en el objetivo de los antibióticos. Estas mutaciones pueden ser intrínsecas o diseminadas a través de comunidades microbianas, por herencia vertical u horizontalmente a través de elementos genéticos móviles (EGM) y plásmidos extracromosómicos. La RA puede residir en organismos aislados de los microbiomas de personas asintomáticas y luego conducir a una infección si las condiciones específicas crean un nicho permisivo para que el organismo contribuya a la enfermedad. El intestino es un reservorio principal para los organismos con RA. El microbioma intestinal saludable es una comunidad estable y diversa que brinda importantes beneficios al huésped. Los antibióticos pueden alterar este ecosistema cambiando su composición taxonómica y funcional, creando oportunidades para la colonización de patógenos y el riesgo de invasión de patógenos RA en el torrente sanguíneo, el tracto urinario y otros sistemas de órganos. Por lo tanto, es cada vez más importante comprender cómo la disbiosis puede impulsar la RA en el microbioma intestinal y cómo prevenir o revertir la disbiosis. El análisis metagenómico del microbioma intestinal está ampliando rápidamente nuestro conocimiento de RA, descubriendo una increíble diversidad de GRA y plásmidos que pueden transferirse a otros organismos dentro del intestino. La metagenómica funcional es un enfoque independiente del cultivo para caracterizar de forma única los GRA conocidos y no caracterizados. Puede servir como un motor de descubrimiento para RA encriptada y emergente, así como una forma de modelar el riesgo de transferencia horizontal de genes de RA. La reciente expansión de las tecnologías de secuenciación de larga lectura (SLL) ofrece un poderoso complemento a la metagenómica funcional, ya que puede asociar GRA con sus bacterias huésped y elementos de movilización, lo que permite estimaciones precisas de cómo se intercambian RA entre bacterias. Esta revisión discute cómo la “disbiosis” del microbioma puede conducir a la colonización intestinal por patógenos, aumento de RA y su papel como reservorio de resistencia a B-lactámicos y a resistencia mediada por plásmidos a quinolonas (RMPQ) A- Resistencia a la colonización y disrupción El microbioma intestinal saludable es una comunidad diversa y compleja que es resistente a la colonización y proliferación por patógenos. Este mecanismo puede ocurrir a través de interacciones competitivas directas entre bacterias o indirectamente a través de bacterias comensales que desencadenan una respuesta del huésped contra patógenos. Los antimicrobianos causan alteraciones en el microbioma intestinal al reducir la diversidad bacteriana y permitir la invasión de patógenos. Una vez que la diversidad se ha visto comprometida, puede ser difícil de revertir. B- El intestino como reservorio de RA Antes se pensaba que los organismos comensales intestinales eran inocuos, pero los elementos móviles como los plásmidos pueden compartirse fácilmente entre especies comensales y patógenas. Este trabajo focaliza la discusión de la RA a B-lactámicos y RMPQ debido a su propensión a ubicarse en los EGM que facilitan su propagación, la ubicuidad del uso de betalactámicos y quinolonas en todo el mundo. El intestino como reservorio de resistencia aB-Lactámicos Los β-lactámicos son la clase de antibióticos prescritos con mayor frecuencia en todo el mundo. Las β-lactamasas TEM son una familia de enzimas que a menudo se encuentran en plásmidos y confieren resistencia a las primeras cefalosporinas y penicilinas. Las β-lactamasas se pueden propagar fácilmente, con evidencia de transmisión de estos elementos de resistencia de un lugar a otro, y los humanos sirven como vectores al viajar. En un estudio, 12 de 18 estudiantes suecos dieron negativo para aislamientos bacterianos productores de β-lactamasa de espectro extendido (BLEE) en el microbioma intestinal antes de viajar, pero luego dieron positivo para BLEE después de viajar a la India [1]. El intestino como reservorio de RMPQ El principal método de resistencia a las quinolonas surge en forma de polimorfismos de un solo nucleótido ubicados en áreas denominadas regiones determinantes de resistencia a quinolonas, pero desde hace ya algunas décadas se describió el método de resistencia RMPQ. Viajar a un área de alta resistencia endémica puede actuar como vector de transmisión de este tipo de resistencia. Se descubrió que los viajeros de los Países Bajos tenían una adquisición significativa de RMPQ después de regresar del sudeste asiático y la India. Existe una diferencia entre especies que tienen resistencia intrínseca y aquellas con resistencia adquirida. Muchos comensales intestinales grampositivos son intrínsecamente resistentes a las quinolonas, mientras que en E. Coli comensales la resistencia puede ocurrir después de exposiciones reiteradas a antimicrobianos. C-Métodos mejorados para investigar el reservorio de RA El intestino alberga muchas especies bacterianas que son un desafío para el cultivo utilizando métodos microbiológicos estándar. La técnica metagenómica funcional es un enfoque independiente del cultivo de alto rendimiento para analizar las actividades funcionales de las comunidades microbianas, lo que permite la vigilancia genética funcional de organismos difíciles de cultivar. En la metagenómica funcional, el ADN total de la comunidad microbiana se transforma en una cepa indicadora cultivable (p. ej., E. coli), que luego se analiza fenotípicamente para determinar la resistencia adquirida a diferentes tipos de RA. Para cada organismo de interés, se pueden analizar simultáneamente grandes cantidades de material genético y generar perfiles de resistencia fenotípica adquiridos. La validación funcional de los GRA aporta una mejor comprensión del reservorio de resistencia, pero no identifica el huésped bacteriano original. La inspección e identificación de RA en el microbioma intestinal se ha logrado principalmente con secuenciación de corta lectura (<500 pares de bases), que en general es insuficiente para poder distinguir entre ADN cromosómico y plásmido. Tanto la SLL como la metagenómica funcional, y especialmente una sinergia de las técnicas, permiten una visión sin precedentes del contexto y la función del reservorio de RA. D-Implicancias clínicas La información de las investigaciones sobre los reservorios de RA se ha limitado hasta a ámbitos académicos de influencia médica, pero proyecta su integración en la práctica clínica. Los nuevos métodos se están asimilando a los proyectos metagenómicos establecidos, lo que aumenta la facilidad de uso y la posible incorporación a la práctica clínica. La aplicación clínica más obvia e inmediatamente útil es en la investigación de variantes estructurales y genes de resistencia en el rastreo de brotes, en los que se encuentra cada vez más que la transferencia horizontal juega un papel clave en la transmisión de RA. E- Direcciones futuras y conclusiones Debido a que el ritmo de RA está superando rápidamente el descubrimiento de nuevos antimicrobianos, la investigación continua sobre el microbioma intestinal; como reservorio de RA cobra importancia. Un resumen de las líneas futuras de acción en este tema sería: (1) estudios clínicos (seguimiento a largo plazo en pacientes colonizados asintomáticos) que delinean las características en el microbioma intestinal; (2) caracterización de los EGM dentro del microbioma y un mayor estudio de su transporte, tanto en patógenos como en comensales; (3) uso de metagenómica funcional para identificar patógenos que tradicionalmente son difíciles de cultivar, para identificar la relación entre los GRA y el microbioma intestinal; (4) estudios que utilizan la SLL para aprovechar su potencial para ofrecer análisis de datos de secuenciación casi en tiempo real; y (5) métodos metagenómicos para identificar rápidamente perfiles de RA para uso clínico. COMENTARIOS No existe duda alguna que la introducción de los antibióticos en la práctica clínica supuso una de las intervenciones más importantes para el control de las enfermedades infecciosas y ha evitado millones de muertes. Sin embargo, el crecimiento de cepas de microorganismos resistentes y multirresistentes a un amplio número de antimicrobianos constituye una amenaza y un desafío para la salud global. Ya ha sido ampliamente descripto el hallazgo de bacterias resistentes en el intestino de individuos que no han utilizado antibióticos previamente. Un estudio de gran trascendencia recientemente publicado (Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic análisis; Lancet 2022; 399: 629–55) describió que en 2019 la RA provocó de forma directa 1,27 millones de muertes en todo el mundo (con una mayor concentración en África subsahariana y en el sur de Asia), pero también se asoció con aproximadamente 4,95 millones de fallecimientos. Se estima que el SIDA y la malaria causaron 860.000 y 640.000 muertes, respectivamente, ese mismo año. En este escenario, todo esfuerzo dirigido al abordaje de este problema creciente y de difícil solución se constituye como valioso. El microbioma intestinal (definido como el conjunto de genomas que componen los microorganismos bacterianos que residen en el intestino) es uno de los reservorios de RA de mayor interés, en particular en población pediátrica. Este artículo revisa la evidencia disponible sobre un aspecto sustancial del problema de la resistencia antimicrobiana, que son los mecanismos a través de los cuales las bacterias se transmiten la información de resistencias a los antibióticos y las herramientas disponibles para estudiarlos. Enfatiza en que las técnicas microbiológicas tradicionales como el cultivo y las aún algo más modernas, como la secuenciación de corta lectura (amplificación de un bajo número de pares de bases) pueden ser potenciadas por técnicas (secuenciación de larga lectura y metagenómica funcional) que permiten una mejor identificación sobre la portación de bacterias resistentes, qué tipo de resistencias se encuentran presentes y si pueden transmitirse a otras bacterias. Un detallado conocimiento de ese “mapa” de resistencia en el intestino, habilitaría la posibilidad de diseñar intervenciones que alteren esos mecanismos de interacción entre bacterias. Los autores proponen un camino hacia la proyección de uso clínico, que se inicia con estudios de cohorte de individuos colonizados asintomáticos y el seguimiento de su evolución hacia la ocurrencia de infecciones. Los artículos aquí publicados están destinados exclusivamente a profesionales de la salud y tienen solo un fin informativo. Los textos referidos a nuestros productos de venta bajo prescripción médica se corresponden a los lineamientos aprobados por la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT). Laboratorios Andrómaco recomienda acudir a un profesional de la salud calificado ante cualquier inquietud médica. Servicio de Atención al Profesional: 0-800-333-0033 - info@andromaco.com.ar