Estudio del grupo clonal pandémico ST131 de Escherichia coli y de cepas enteropatógenas porcinas (ETEC, VTEC, ETEC/VTEC y AEPEC) resistentes a colistina

Resumen

Aunque el grupo clonal ST131 está reconocido como patógeno emergente diseminado a nivel mundial causante de infecciones extraintestinales, no hay apenas estudios sobre su potencial zoonósico y presencia en el ganado porcino. También son escasos los trabajos realizados para la determinación de los clones de E. coli de los patotipos ETEC, VTEC y aEPEC implicados en la colibacilosis porcina. Por otra parte, desde que se describiera por primera vez el gen plasmídico de resistencia a colistina (mcr-1) a finales de 2015, especialmente prevalente en cepas aisladas de cerdos, se ha desencadenado el interés científico por los mecanismos de transferencia extracromosómica del mismo. Por lo anteriormente expuesto, y con el objetivo de conocer el potencial zoonósico del grupo clonal ST131 de origen porcino, se realizó la caracterización fenotípica de resistencias, análisis filogenético, así como su comparación genómica con aislados causantes de sepsis en seres humanos. Asimismo se analizaron 770 cepas diarreagénicas porcinas aisladas en España entre los años 2006 y 2017, caracterizándose en detalle una selección de cepas de E. coli pertenecientes a los patotipos ETEC (161 cepas), VTEC (10 cepas), ETEC/VTEC (15 cepas) y aEPEC (92 cepas). Se completó este estudio con la secuenciación genómica de 35 cepas representativas de dichos patotipos y portadoras de distintos tipos de genes mcr. Nuestros resultados, indican una clara asociación del patotipo ETEC con la diarrea postdestete del porcino, mientras que las cepas del patotipo aEPEC son las principalmente aisladas de la diarrea neonatal. Actualmente son dos grupos clonales los implicados en aproximadamente el 50% de las colibacilosis porcinas: O157:HNM-A-ST10 (CH11-24) y O108:HNM-A-ST10 (CH11-24), que suelen llevar asociados los antígenos fimbriales K88ac y F18ac, respectivamente; los resultados de secuenciación masiva indican además que ambos serían portadores del antígeno H39. Por su parte, en las cepas porcinas del patotipo EPEC, los tres grupos clonales más frecuentemente identificados son: O49:H10-A-ST793 (CH168-new2-41like) (eae-δ), O111:H9-B1-ST29 (CH4-24) (eae-β1) y O80:H2-A-ST301 (CH27-54) (eae-ξ). La elevada prevalencia de resistencia a colistina detectada en los cuatro patotipos implicados en colibacilosis porcina está asociada principalmente a los genes plasmídicos mcr-1 y mcr-4. El análisis genómico nos indica que la transmisión de mcr-1 ocurre fundamentalmente a través de plásmidos conjugativos HI2 y X4, mientras que en la transmisión de los genes mcr-4 y mcr-5 están implicados pequeños plásmidos no conjugativos tipo ColE10. Además, en 16 de las 35 cepas secuenciadas detectamos la presencia de un doble mecanismo de resistencia a colistina, plasmídico (mcr) y cromosómico por mutaciones pmrB V161G y pmrA S39I; lo que podría reflejar una evolución acumulativa a la presión antibiótica y estar potenciando la transmisión (vertical y horizontal) de este tipo de resistencia. El hallazgo de doble mutación de serina en 12 de los 35 genomas secuenciados (gyrA S83L, parC S80I) indicaría una ventaja adaptativa de los linajes ST10-A (CH11-24) y ST156-B1 (CH29-38), asociada al elevado nivel de resistencia a fluoroquinolonas. Constatamos, por primera vez a nivel mundial, la presencia en el ganado porcino de cepas ST131 portadoras del gen plasmídico mcr-1, y confirmamos el potencial zoonósico y la posibilidad de transmisión alimentaria, en base a la alta identidad encontrada en la comparación del genoma esencial (core genome) de las cepas.