Caracterización de cepas clínicas de Staphylococcus aureus aisladas en el Hospital Rural de Gambo (Etiopía). Efecto in vitro de compuestos dendríticos

Abstract

Staphylococcus aureus es una bacteria ampliamente distribuida por todo el mundo, causante de un gran número de infecciones, que en ocasiones producen brotes, tanto de infecciones adquiridas en la comunidad como nosocomiales. Se trata además de un microorganismo con gran capacidad de adquirir nuevas características que lo hacen más adaptado y versátil, incluyendo resistencias a antimicrobianos y genes de patogenicidad. Lo anteriormente descrito, junto con el aumento de movimiento poblacional por todo el mundo, generan la necesidad de vigilancia de estas infecciones, para prevenir o superar problemas de salud pública a nivel global. Entre los años 2014 y 2018 se aislaron 80 cepas de S. aureus de pacientes de un hospital rural de Etiopía. Dichas cepas causaban infecciones, principalmente adquiridas en la comunidad, que presentaban una elevada virulencia y en ocasiones recurrencia, siendo en su mayor parte infecciones de piel y partes blandas. Los principales objetivos de esta tesis, fueron en primer lugar caracterizar genotípica y fenotípicamente dichas cepas, e intentar revelar la relación entre estas y su virulencia, así como sus manifestaciones clínicas y la evolución o procedencia de dichas cepas. También tratamos de estudiar el efecto de estas cepas sobre cultivos celulares humanos para poner de manifiesto la virulencia previamente determinada. Por otro lado, se pretendía desarrollar tratamientos alternativos a antibióticos, o limitar el uso de estos, debido a la facilidad de este microorganismo de manifestar resistencias. Para el estudio fenotípico, se estudiaron algunos factores de virulencia mediante técnicas bioquímicas o de cultivo, como son la formación de biopelículas, la sensibilidad antimicrobiana, la actividad DNasa y lecitinasa, y el tipo de hemólisis. Los resultados demostraron una baja prevalencia de resistencias a antibióticos y sólo una cepa SARM, justificado por el uso limitado de estos fármacos en la zona rural de estudio debido a la dificultad de adquisición de estos. Sin embargo, el análisis de factores de virulencia debidos a enzimas determinó una elevada actividad DNasa y un alto porcentaje de cepas que expresaron actividad lecitinasa. También se identificó una elevada proporción de cepas que forman biopelícula, en algunos casos muy altos. El estudio de caracterización molecular, realizado mediante análisis por MLST, estudio filogenético y detección de genes de virulencia, confirmó la identificación de cepas como S. aureus y determinó una elevada diversidad de STs, la mayor parte de ellos descritos por primera vez en Etiopía o en todo el mundo. Sin embargo, los estudios de filogenia establecieron relaciones cercanas entre muchos de las cepas. La detección de genes de virulencia demostró una elevada prevalencia de cepas que presentaban los genes pvl, hla and fnba. Además, se corroboró la relación entre el ST152 y el gen pvl, previamente descrita en otras zonas de África. Para estudiar el efecto de algunas de estas cepas seleccionadas sobre células humanas, se midieron los niveles producidos de la enzima lactato deshidrogenasa (LDH), para determinar la citotoxicidad, y se cuantificaron los niveles de TNFα, IL-1β y proteínas totales, así como de expresión de los genes TNF-α, IL-1β e IL-6, sobre co-cultivos de células similares a macrófagos y 11 cepas de S. aureus de Etiopía seleccionadas en función de su caracterización previa. Los resultados identificaron la cepa más inocua que coincidía con los resultados previos obtenidos de caracterización, pero no determinaron una relación clara entre los factores de patogenicidad encontrados en cada una de las cepas y la virulencia producida sobre células similares a macrófagos. Finalmente, debido al aumento de resistencias antimicrobianas de las últimas décadas, así como a la facilidad que presenta S. aureus de adquirir dichas resistencias, se estudió el efecto in vitro de sistemas dendríticos sobre esta bacteria, así como de la combinación de estos con el antibiótico cloxacilina. Los resultados indicaron que el compuesto BDTR003 fue el más efectivo individualmente con una actividad bactericida frente a las tres cepas testadas de S. aureus. Sin embargo, la combinación que presentó un efecto sinérgico en la cepa multirresistente fue la formada por la cloxacilina y el dendrímero BDTL050. Esto abre una posibilidad a nuevos tratamientos contra infecciones causadas por bacterias resistentes, que futuros estudios confirmarán y determinarán la causa de dicha efectividad. En conclusión, a pesar de la baja prevalencia de resistencias antimicrobianas, las cepas de S. aureus aisladas en una zona rural de Etiopía presentan determinantes de patogenicidad que, junto con las condiciones socioeconómicas e higiénicas de la población de estudio, podrían explicar su elevada virulencia.