Mecanismos de resistencia bacteriana a antimicrobianos

Resumen

La evolución de la resistencia bacteriana a los antimicrobianos es hoy una de las mayores amenazas para la salud mundial y la seguridad alimentaria. En nuestro grupo estamos interesados en comprender las bases moleculares de los mecanismos de resistencia a β-lactámicos de última generación, en particular carbapenemes, y la evolución y diseminación de los genes involucrados. La creciente resistencia a carbapenemes en bacilos Gram-negativos no fermentadores representa un desafío a nivel global. Entre ellos, miembros del género Acinetobacter, como A. baumannii, poseen relevancia clínica por su incidencia en infecciones nosocomiales y mortalidad asociada, constituyendo uno de nuestros modelos de estudio. Pseudomonas grupo putida y Acinetobacter bereziniae por su parte, conforman reservorios ambientales de genes de resistencia, siendo también nuestra materia de estudio, con el fin de dilucidar su rol en la transferencia de la resistencia entre bacterias patógenas y ambientales.

Líneas de Investigación

La multirresistencia en Acinetobacter baumannii desde una óptica multifactorial. Evolución y diseminación de plásmidos portando genes de carbapenemasas tipo-OXA en cepas clínicas locales de este patógeno. Biogénesis de estas enzimas

La resistencia antimicrobiana en A. baumannii es multifactorial, e incluye la producción de oxacilinasas (OXA) con actividad carbapenemasa adquiridas mediante transferencia horizontal de genes (THG). El objetivo es dilucidar las bases moleculares de la evolución y diseminación de genes blaOXA en clones multirresistentes de A. baumannii. El gen blaOXA-58, principal responsable de resistencia a carbapenemes en cepas locales, se encuentra bordeado por sitios de reconocimiento de recombinasas específicas de sitio XerC/D. Postulamos que dichos sitios posibilitarían la movilización de genes blaOXA a otras regiones genómicas o plásmidos mediante eventos de recombinación. Estudiamos así el rol de los sitios XerC/D plasmídicos en la evolución de plásmidos de resistencia, así como mecanismos de THG en su diseminación en la población clínica de A. baumannii y otras especies del género. OXA-58 es asimismo exportada al periplasma como una lipoproteína, permitiendo su secreción como “cargo” en vesículas de membrana externa, contribuyendo a la multirresistencia bacteriana. La biogénesis de dichas vesículas, así como su rol en la misma, son materia de estudio. Investigadores responsables: J. Morán Barrio – A. Limansky – A. Viale.

Pseudomonas (grupo P. putida) y Acinetobacter bereziniae como reservorios ambientales de genes de metalo-beta-lactamasas blaVIM-2 y blaNDM-1 confiriendo resistencia a carbapenemes. Plataformas genéticas responsables de su diseminación e impacto clínico

La eclosión de cepas nosocomiales resistentes a carbapenemes se debe esencialmente a eventos intragenómicos que involucran la movilización de genes codificantes para distintas carbapenemasas incluyendo diversas metalo-beta-lactamasas (MBL), sumado a la THG. Así, resulta relevante dilucidar la contribución de cada uno de estos eventos a la evolución de la misma. En este contexto, y bajo la hipótesis de que los genes de resistencia son seleccionados en bacterias sometidas a presión antimicrobiana, es esencial caracterizar plataformas genéticas que portan genes de MBL tanto de amplia diseminación (blaVIM-2), como recientes (blaNDM-1). Estudiamos, con este objetivo, las bases moleculares de la diseminación de genes codificantes de estas enzimas en microorganismos que constituyen reservorios nosocomiales, con énfasis en especies de los géneros Pseudomonas y Acinetobacter, como Pseudomonas grupo putida y A. bereziniae. Conocer la evolución y diseminación de estos genes desde reservorios bacterianos a patógenos u oportunistas multirresistentes contribuirá al control de infecciones nosocomiales. Investigadores responsables: A. Limansky – A. Viale – J. Morán Barrio.

Contribución de proteínas secretadas en vesículas de membrana externa a la fisiopatología de Acinetobacter baumannii

La patogénesis de A. baumannii está asociada a la condición de multirresistencia (MR) y a factores de virulencia poco caracterizados. Existe una creciente evidencia de que las vesículas de membrana externa (VMEs) son vehículos para transportar proteínas bacterianas que contribuyen al establecimiento de la infección. Nuestro objetivo es estudiar la contribución de proteínas de secreción, con especial énfasis en lipoproteínas, a la sobrevida de este patógeno oportunista a distintas condiciones de estrés que mimeticen el contacto con el hospedador. Nos centramos en proteínas secretadas en asociación a VMEs en A. baumannii, con el fin de aumentar significativamente nuestra comprensión de su rol en su fisiopatología. El abordaje de los mecanismos de virulencia subyacentes en este importante patógeno nosocomial permitirá revelar nuevos blancos para el desarrollo de drogas terapéuticas. Investigador responsable: J. Morán Barrio.

Publicaciones Seleccionadas

  • Pseudomonas putida group species as reservoirs of mobilizable Tn402-like class 1 integrons carrying blaVIM-2 metallo-β-lactamase genes. Infect Genet Evol. 2021 Dec;96:105131. Brovedan MA, Marchiaro PM, Díaz MS, Faccone D, Corso D, Pasteran F, Viale AM, Limansky AS. (2021). doi: 10.1016/j.meegid.2021.105080.
  • What do we know about plasmids carried by members of the Acinetobacter genus? World J Microbiol Biotechnol. Jul 13;36(8):109. Brovedan MA, Cameranesi MM, Limansky AS, Morán-Barrio J, Marchiaro P, Repizo GD. (2020). doi: 10.1007/s11274-020-02890-7.
  • Microevolution in the major outer membrane protein OmpA of Acinetobacter baumanniiViale AM, Evans BA.   Microb Genom. 6(6):e000381. (2020) doi: 10.1099/mgen.0.000381.
  • Acinetobacter baumannii NCIMB8209: a Rare Environmental Strain Displaying Extensive Insertion Sequence-Mediated Genome Remodeling Resulting in the Loss of Exposed Cell Structures and Defensive Mechanisms. Repizo GD, Espariz M, Seravalle JL, Díaz Miloslavich JI, Steimbrüch BA, Shuman HA, Viale AM. mSphere 5(4):e00404-20. (2020) doi: 10.1128/mSphere.00404-20.
  • Acquisition of plasmids conferring carbapenem and aminoglycoside resistance and loss of surface-exposed macromolecule structures as strategies for the adaptation of Acinetobacter baumannii CC104O/CC15P strains to the clinical setting. Cameranesi MM, Paganini J, Limansky AS, Moran-Barrio J, Salcedo SP, Viale AM, Repizo GD. Microb Genom. Mar 26. (2020) doi: 10.1099/mgen.0.000360.
  • Characterization of the diverse plasmid pool harbored by the blaNDM-1-containing Acinetobacter bereziniae HPC229 clinical strain. Brovedan M, Repizo GD, Marchiaro P, Viale AM, Limansky A. (2019) PLoS One. 14(11):e0220584. doi: 10.1371/journal.pone.0220584.
  • Site-specific recombination at XerC/D sites mediates the formation and resolution of plasmid co-integrates carrying a blaOXA-58- and TnaphA6-resistance module in Acinetobacter baumanniiCameranesi MM, Morán-Barrio J, Limansky AS, Repizo GD, Viale AM. Front Microbiol. 9:66. (2018) doi: 10.3389/fmicb.2018.00066.6.0.
  • The Acinetobacter Outer Membrane Contains Multiple Specific Channels for Carbapenem β-Lactams as Revealed by Kinetic Characterization Analyses of Imipenem Permeation into Acinetobacter baylyi Cells. Morán-Barrio J, Cameranesi MM, Relling V, Limansky AS, Brambilla L, Viale AM. Antimicrob Agents Chemother. Feb 23;61(3):e01737-16. (2017) doi: 10.1128/AAC.01737-16.
  • Complete Sequence of a blaNDM-1-Harboring Plasmid in an Acinetobacter bereziniae Clinical Strain Isolated in Argentina. Brovedan M, Marchiaro PM, Morán-Barrio J, Cameranesi M, Cera G, Rinaudo M, Viale AM, Limansky AS. Antimicrob Agents Chemother. Oct;59(10):6667-9. (2015) doi: 10.1128/AAC.00367-15.
  • The complete nucleotide sequence of the carbapenem resistance-conferring conjugative plasmid pLD209 from a Pseudomonas putida clinical strain reveals a chimeric design formed by modules derived from both environmental and clinical bacteria. Marchiaro PM, Brambilla L, Morán-Barrio J, Revale S, Pasteran F, Vila AJ, Viale AM, Limansky AS. Antimicrob Agents Chemother. 58(3):1816-21. (2014) doi: 10.1128/AAC.02494-13.