Explorando el resistoma natural de suelos de la Península Antártica con distintos grados de intervención humana

Abstract

La creciente ocurrencia de infecciones por bacterias multirresistentes y la inefectividad de los antibióticos disponibles para combatirlas representan uno de los mayores problemas de salud pública actuales. Si bien se ha propuesto que el abuso humano de los antibióticos ha contribuido al desarrollo de esta resistencia, múltiples evidencias apuntan a un origen ancestral de los mecanismos que la subyacen. En este contexto, la bioprospección de ambientes prístinos permite explorar dicho resistoma ancestral como reservorio y sustrato de nuevos mecanismos de resistencia que podrían surgir en el futuro entre cepas clínicas. La Antártica resulta un modelo ideal para este propósito, en donde las condiciones extremas y el aislamiento geográfico han permitido la evolución de microorganismos con capacidades metabólicas y rasgos fenotípicos únicos, y donde además es posible encontrar sitios remotos con escasa o nula intervención humana. En este trabajo se evalúo la sensibilidad a distintos antibióticos de bacterias aisladas desde suelo antártico, comparando la prevalencia de bacterias resistentes en muestras obtenidas desde zonas no intervenidas, con aquella registrada en zonas fuertemente intervenidas por el hombre. Se observaron índices sobre 50% de resistencia para algunos de los antibióticos probados en ambos tipos de zonas, y un porcentaje considerablemente mayor de aislados multirresistentes provenientes de zonas no intervenidas, principalmente pertenecientes al género Pseudomonas. Entre estos últimos, se identificó el aislado Yep6b resistentes a al menos 10 familias de antibióticos. La secuenciación y el análisis del genoma de esta cepa reveló la presencia de un bajo número de genes conocidos de resistencia, sugiriendo fuertemente la existencia de nuevos mecanismos que expliquen el fenotipo multirresistente, los cuales se encuentran actualmente en estudio. Nuestros resultados indican que existe una cantidad de genes y mecanismos de resistencia a distintos antibióticos en ambientes naturales y remotos como la Antártica, cuya prevalencia no aumentaría como producto de la intervención humana.

The increasing infections by multiresistant bacteria and the ineffectiveness of the antibiotics available to combat them currently represents one of the greatest public health problems. Although it has been proposed that the human abuse of antibiotics has contributed to the development of this resistance, multiple evidences point to an ancestral origin of the mechanisms that underlie it. In this context, the bioprospecting of pristine environments allows exploring this ancestral resistome as a reservoir and substrate of new resistance mechanisms that could arise in the future among clinical strains. Antarctica is an ideal model for this purpose, where extreme conditions and geographic isolation have allowed the evolution of microorganisms with metabolic abilities and unique phenotypic features, and where it is also possible to find remote sites with little or no human intervention. In this work, the sensitivity to different antibiotics of bacteria isolated from Antarctic soil was evaluated, comparing the prevalence of resistant bacteria in samples obtained from non-intervened areas with that recorded in areas heavily intervened by man. Resistance rates over 50% were observed for some of the antibiotics tested in both types of areas, and a considerably higher percentage of multiresistant isolates from non-intervened areas, mainly belonging to the genus Pseudomonas. Among these ones, the Yep6b isolate resistant to at least 10 antibiotic families was identified. The sequencing and genome analysis of this strain revealed the presence of a low number of known resistance genes, strongly suggesting the existence of new mechanisms that explain the multi-resistant phenotype, which are currently under study. Our results indicate that there are several genes and mechanisms of resistance to different antibiotics in natural and remote environments such as Antarctica, whose prevalence would not increase as a result of human intervention.