Estudio de la interacción entre los marcadores de virulencia, perfil de resistencia y clones de alto riesgo en los modelos Caenorhabditis elegans y Galleria mellonella. Evaluación del valor predictivo como marcadores pronósticos en la bacteriemia por Pseudomonas aeruginosa

Resumen

Pseudomonas aeruginosa es un patógeno resistente a múltiples tipos de antibióticos. Esta cualidad ha favorecido en las últimas décadas el incremento de las infecciones nosocomiales provocadas por cepas MDR/XDR, siendo especialmente relevantes las causadas por los denominados clones de alto riesgo. Dichos clones se encuentran diseminados a nivel mundial y los más extendidos en el territorio nacional son los ST175, ST111 y ST235. Este patógeno posee además, múltiples factores de virulencia que contribuyen a la patogenia de las infecciones (motilidad, pigmentos, sistemas de secreción de toxinas, etc.). Se ha demostrado en estudios previos que la expresión de algunos de estos factores tales como la motilidad, producción de pigmentos y eficacia biológica, se halla disminuida en los clones de alto riesgo mencionados. Asimismo, se ha determinado una relación entre el perfil de resistencia, clones de alto riesgo y genotipo del SST3. En concreto, se ha propuesto el gen exoU del SST3 como factor relevante en la mortalidad en infecciones del torrente sanguíneo por P. aeruginosa. Además la presencia de este gen en el clon ST235, mostró una elevada patogenicidad en un modelo murino. Sin embargo, los modelos mamíferos no resultan útiles para el análisis de grandes colecciones. En este sentido, en las últimas décadas los modelos invertebrados han demostrado ser válidos para realizar este tipo de estudios, dada su simplicidad experimental, bajo coste y ausencia de limitaciones éticas. De acuerdo con lo anterior, el primer objetivo de este trabajo fue examinar si dicha interacción se cumplía en los modelos invertebrados de infección Caenorhabditis elegans y Galleria mellonella evaluando la virulencia de una colección de 140 aislados, para posteriormente determinar el valor predictivo de la letalidad en C. elegans como marcador pronóstico en la bacteriemia causada por P. aeruginosa. Los resultados obtenidos nos permitieron demostrar en el modelo de C. elegans una relación inversa y significativa entre la resistencia y virulencia de P. aeruginosa, mostrándose la virulencia más baja en los perfiles XDR. Sin embargo, la virulencia de los clones de alto riesgo MDR/XDR varió ampliamente, los ST111 y ST235 fueron virulentos, mientras que los ST175 mostraron una virulencia reducida. Aunque, la pérdida de virulencia no se pudo atribuir a ninguna mutación, la presencia de un polimorfismo en un gen se asoció con un aumento de esta. La elevada virulencia del ST235 se podría atribuir a la presencia de la toxina ExoU del SST3, también relacionada con una mayor virulencia en este modelo. Otros factores como la motilidad y la producción de pigmentos, no fueron esenciales para la virulencia en el modelo de C.elegans. Por lo que respecta al modelo de G. mellonella, también se documentó una relación inversa entre la resistencia y la virulencia. Al igual que en C. elegans, el ST175 mostró una virulencia variable, mientras que los ST111 y ST235 fueron virulentos; sin embargo, la variación de la virulencia del ST175, no se pudo atribuir a ningún cambio genético. El único factor de virulencia asociado con la letalidad de G. mellonella fue la motilidad. Mientras que los que se asociaron de forma independiente con la virulencia de P. aeruginosa fueron los perfiles ModR y MultiS, y la procedencia epidémica de los aislados. Como consecuencia de los resultados obtenidos en el modelo de C. elegans, y a fin de llevar a cabo el segundo objetivo basado en evaluar la virulencia en este modelo como indicador pronóstico; se amplió el estudio con 593 cepas de bacteriemia por P. aeruginosa. Los resultados indicaron que en C. elegans el fenotipo de virulencia se correlacionó con el perfil de resistencia, el genotipo del SST3 y con ciertas características clínicas de los pacientes; asociándose los fenotipos no virulentos con una mayor gravedad de la enfermedad. Sin embargo, no se observó una relación entre el fenotipo de virulencia y la mortalidad en pacientes, indicando que C. elegans no es un buen indicador pronóstico para este tipo de infecciones.