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Genómica y evolución de bacterias resistentes a antibióticos: de la epidemiología molecular a la filogenómica

Título: Genómica y evolución de bacterias resistentes a antibióticos: de la epidemiología molecular a la filogenómica.

Grupo de investigación: Epidemiología Molecular

La resistencia a los antibióticos representa una de las mayores amenazas a la salud pública mundial. Nuestro grupo de investigación trabaja desde hace años en la aplicación de los métodos y conceptos de la evolución y genética de poblaciones molecular al estudio de microorganismos patógenos, en lo que se conoce como epidemiología molecular. Además de trabajar en cuestiones de interés científico, tomamos problemas y devolvemos resultados relevantes a las autoridades sanitarias, logrando una interesante aplicación de una disciplina biológica básica. En este contexto, en este proyecto nos planteamos estudiar una amplia colección prospectiva de aislados de una bacteria de gran interés para la salud pública, Klebsiella pneumoniae, para analizar los procesos evolutivos que afectan a su dinámica en la población de la Comunidad Valenciana, con especial interés en cepas resistentes a antibióticos. Por su relevancia clínica y para la salud pública, nos centraremos en cepas productoras de beta-lactamasas de espectro extendido y/o carbapenemasas. Muchos de los genes responsables de estos fenotipos se localizan en plásmidos que son fácilmente transferidos entre cepas de K. pneumoniae y que también pueden llegar a ella desde otras especies. Por tanto, un objetivo adicional pero estrechamente relacionado con el anterior será la caracterización de estos plásmidos, su dinámica de movilización y, de forma más novedosa, las consecuencias adaptativas de la misma reflejadas en las secuencias de sus genomas. Nos interesan, particularmente, las interacciones establecidas entre genes de los plásmidos y entre ellos y los del cromosoma bacteriano, lo que conocemos como espistasias. Queremos estudiar la relevancia de las epistasias en el establecimiento y expansión de multirresistencias a antibióticos. Este aspecto también será abordado con un diseño muy diferente, de evolución experimental en cultivos de laboratorio. Para ello trabajaremos con varios linajes evolutivos pero de interés epidemiológico de K. pneumoniae, incorporando un nivel adicional de complejidad, el fondo genómico, en el análisis de las epistasias. Nuestro cuarto y último objetivo parte de resultados obtenidos con Treponema pallidum en el actual proyecto BFU2014-58656-R y en él nos planteamos analizar el papel de la recombinación y la selección en la expansión epidémica de un clon de la subespecie T. pallidum pallidum, agente causal de la sífilis, que es resistente a la azitromicina, antibiótico que no se usa habitualmente en las infecciones de esta bacteria pero que es de uso frecuente en el tratamiento de otras ITS, como gonorrea y clamidiasis. En resumen, el proyecto combinará el estudio a gran escala de genomas bacterianos, la evolución experimental, y la epidemiología molecular y evolutiva para estudiar la dinámica epidémica y de movilización de genes de resistencia a antibióticos en la Comunidad Valenciana. Los resultados esperables son relevantes para las autoridades regionales de salud pública a la vez que contribuirán a nuestro conocimiento básico de la evolución de las multirresistencias a antibióticos.

Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Fecha de inicio: enero / 2018.

Fecha de fin: diciembre / 2021.

Investigadores principales:

Fernando González Candelas

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Investigadores participantes:

  • Neris García González
  • Beatriz Beamud Aranguren
  • Marta Pla Díaz
  • Carlos Francés Cuesta
  • Iván Ansari Toledano
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Entidades financiadoras:

Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

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Entidades colaboradoras:

Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunitat Valenciana (FISABIO)

Imágenes:
 
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