Tesis Doctoral defendida por Vicente López Chavarrías en el Centro VISAVET de la Universidad Complutense de Madrid

10 de septiembre de 2025

La resistencia a los antimicrobianos es un problema importante para el tratamiento de enfermedades causadas por bacterias zoonóticas como Campylobacter termotolerantes (C. coli y C. jejuni). Los mecanismos mediante los cuales la resistencia a los antimicrobianos se propaga en las poblaciones bacterianas, especialmente a través de transferencia horizontal de genes, pueden tener graves consecuencias dependiendo de la velocidad con que los fenotipos resistentes se diseminan entre animales de producción, los seres humanos y el medio ambiente. Son particularmente relevantes los determinantes genéticos capaces de conferir resistencia a tres o más clases de antimicrobianos, lo que complica los tratamientos en casos donde están involucradas bacterias multirresistentes.

Los aminoglucósidos y macrólidos son las dos clases de antimicrobianos más comúnmente utilizadas para tratar las infecciones por Campylobacter en caso de necesidad. Esta tesis se centra en la caracterización de la distribución y las bases genéticas de los mecanismos de co-resistencia que involucran aminoglucósidos y macrólidos en Campylobacter, los cuales podrían explicar posibles vías de adquisición, mantenimiento y diseminación de estos fenotipos de resistencia.

El programa nacional de vigilancia de resistencia a antimicrobianos en animales de abasto en España sirvió como marco para llevar a cabo estas investigaciones. A partir de todos los datos disponibles sobre resistencia a antimicrobianos en Campylobacter termotolerantes en estos animales, el trabajo se enfocó ‘desde arriba hacia abajo’, es decir, los aislados se agruparon inicialmente por fenotipo, para evaluar la importancia de estos a lo largo del tiempo, y según los diferentes hospedadores analizados para, posteriormente, identificar los elementos genéticos asociados a un fenotipo particular utilizando métodos moleculares. El uso de métodos de fenotipado para caracterización microbiana está ampliamente extendido y bien desarrollado, pero la capacidad que estas técnicas tienen para inferir mecanismos genéticos específicos asociados a los fenotipos de resistencia observados es limitada.

El material y la metodología utilizados sirvió para lograr tres Objetivos Específicos. El primer objetivo consistió en evaluar el nivel basal de resistencia fenotípica a varios antimicrobianos, principalmente aminoglucósidos (gentamicina y estreptomicina) y macrólidos (eritromicina) en aislados de Campylobacter obtenidos de broilers, pavos, cerdos y vacas entre 2002 y 2018, considerando también su distribución espacio-temporal. El segundo objetivo consistió en evaluar la asociación entre la ocurrencia simultánea de resistencia fenotípica a ambas clases de antimicrobianos. Y el tercer objetivo pretendió identificar los mecanismos genéticos implicados en los fenotipos predominantes de resistencias observados, con el propósito de identificar determinantes de resistencia y elementos genéticos móviles que pudieran favorecer su dispersión.

La base de datos analizada incluyó información sobre año de recogida, hospedador, muestra analizada, resultado del cultivo microbiológico y perfil de resistencia a diferentes antimicrobianos para todas las muestras analizadas en el contexto del programa de vigilancia de resistencia a los antimicrobianos en Campylobacter en animales destinados al consumo entre 2002 y 2018.

En el Objetivo Específico 1 se analizó la información procedente de aproximadamente 51.000 muestras de las que se habían obtenido unos 11.000 aislados de Campylobacter, distribuidos según hospedador y especie bacteriana. Como era de esperar, se observaron mayores niveles de resistencia en C. coli en comparación con C. jejuni, y aunque se observaron niveles muy altos de resistencia a tetraciclina, ciprofloxacino y ácido nalidíxico, independientemente del hospedador y la especie bacteriana, se detectó una mayor variabilidad entre las especies hospedadoras analizadas en lo que respecta a gentamicina, estreptomicina y eritromicina.

Al considerar el Objetivo Específico 2 se observó una fuerte asociación entre la ocurrencia de resistencia simultánea a aminoglucósidos y eritromicina en todos los hospedadores, tanto en C. coli como en C. jejuni. El análisis del uso relativo de codones sinónimos en la secuencia del gen flaA, en un subconjunto de 176 aislados seleccionados según su perfil de resistencia antimicrobiana, reveló la existencia de grupos de aislados con fenotipos co-resistentes, particularmente en C. coli, lo que podría ser indicativo de la presencia de linajes resistentes que albergarían mecanismos de resistencia específicos.

En el Objetivo Específico 3, 194 aislados fueron seleccionados para incluir representantes de ambas especies bacterianas, de los cuatro hospedadores, y manteniendo un equilibrio entre aislados co-resistentes, resistentes únicos o susceptibles a las clases de aminoglucósidos y macrólidos. Esta selección de aislados fue secuenciada para caracterizar sus determinantes de resistencia y la presencia de elementos genéticos móviles potencialmente asociados con estos.

En general, la resistencia a aminoglucósidos se atribuyó a la presencia de entre uno y seis genes de resistencia de un total de 10 genes identificados. En cambio, los determinantes de resistencia a macrólidos se debieron principalmente a la presencia de mutaciones puntuales (A2075G en el gen 23S rRNA de Campylobacter), mientras que solo cuatro aislados presentaban el gen erm(B). Los genes de resistencia a menudo estaban vinculados a transposones, plásmidos y secuencias de inserción, como por ejemplo la IS1595 (ISCo2). Además, se encontró un mayor número de determinantes de resistencia en aislados resistentes de C. coli en comparación con C. jejuni, especialmente en los que se obtuvieron a partir de muestras de cerdos. Esta especie hospedadora fue también aquella en la que se encontraron más aislados con genes de resistencia a antimicrobianos en plásmidos. Por último, el análisis de correspondencia múltiple reveló ciertos patrones genéticos específicos de hospedador y resistencia.

Según los resultados de esta tesis, la aparición de fenotipos de co-resistencia en Campylobacter termotolerantes se debe principalmente a la presencia simultánea de genes de resistencia a aminoglucósidos y mutaciones puntuales que conferían resistencia a macrólidos, mecanismos sujetos a distintas dinámicas de transmisión. Los análisis fenotípicos de los datos de resistencia a antimicrobianos en Campylobacter termotolerantes por sí solos serían insuficientes para identificar diferencias en la naturaleza y distribución de los mecanismos de resistencia involucrados, que a menudo están vinculados con bacterias y hospedadores animales específicos.