CDEIGENT

CDEIGENT/2021/008

Título: Estudio de la importancia de los bacteriófagos en el microbioma intestinal mediante la genómica de células individuales

Grupo de investigación: Genómica de las Células Individuales Microbianas

Infección por Clostridioides difficile (CDI) es una infección relacionada con el uso de antibióticos de gran espectro que causa una perturbación de la composición del microbioma intestinal, que permite que C. difficile inicie la producción de toxinas causando la colitis pseudomembranosa que puede ser mortal. CDI es un modelo ideal para estudiar las relaciones entre las bacterias y los bacteriófagos. Los tratamientos antibióticos son cada vez menos recomendados por la capacidad de C. difficile de adquirir resistencias a antibióticos vinculadas a las infecciones recurrentes. Es por ello que se exploran tratamientos alternativos experimentales, por ejemplo, con bacteriófagos o trasplante de microbiota fecal. No obstante, se sigue desconociendo cómo los microorganismos aplicados (incluyendo los bacteriófagos) afectan la composición del microbioma del hospedador receptor.

La abundancia de C. difficile en el microbioma intestinal es normalmente muy baja (<0.1%) , lo que sugiere que los bacteriófagos de C. difficile no son necesariamente detectables en las secuencias metagenómicas ni en la fracción enriquecida por los virus (el viroma) y es difícil aislarlos utilizando el método tradicional de cultivos de placas de bacteriófagos. Se estima que hasta el 15% de los individuos sanos contienen cepas de C. difficile no toxígénicas. Si aplicamos la genómica de las células individuales a las heces de los pacientes con CDI y de individuos sanos portadores de cepas de C. difficile no-toxigénicas, es posible que detectemos los bacteriófagos de la superficie de algunas células de C. difficile o replicándose en su interior. Es una técnica novedosa que aún no se ha aplicado a ninguna especie bacteriana en concreto (solamente se ha explorado la tasa de bacterias atacadas por bacteriófagos en general). Aún no se sabe si los pacientes con CDI contienen bacteriófagos capaces de atacar C. difficile o no. Para responder a esta pregunta se comparará la tasa de células de C. difficile conteniendo bacteriófagos entre individuos sanos y pacientes con CDI y, si se encuentran bacteriófagos de C. difficile en los pacientes con CDI, se estudiarán las diferencias genéticas de los bacteriófagos y de las cepas de C. difficile en los dos grupos. El individuo sano que contenga el mayor número de bacteriófagos de C. difficile, será utilizado para llevar a cabo una simulación in vitro de trasplante de microbiota fecal en un tubo de ensayo utilizando el método single-cell viral tagging. Se investigará en qué medida los bacteriófagos del donante sano influyen en la composición bacteriana de los pacientes con CDI.

genómica unicelular, metagenómica, infección por C. difficile, bacteriófagos

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