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Un veterinario encuentra nuevos mecanismos de transferencia de material genético entre bacterias

Un equipo internacional liderado por el español José Penadés identifica un mecanismo evolutivo en el género Staphylococcus aureus, de prioridad crítica para la OMS por su multirresistencia a los antibióticos.


El investigador José R. Penadés (imagen: Universidad CEU Cardenal Herrera).El investigador José R. Penadés (imagen: Universidad CEU Cardenal Herrera).

José R. Penadés, veterinario e investigador del Imperial College London y colaborador del Departamento de Ciencias Biomédicas de la Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) de Valencia, acaba de publicar junto a ocho investigadores internacionales un nuevo hallazgo en torno a los mecanismos de transferencia de material genético entre bacterias del género Staphylococcus aureus, que les confiere mayor virulencia patógena y resistencia a los antibióticos. En el estudio que acaba de publicarse en Nature Microbiology, el profesor Penadés, que desde hace un año dirige el dirige el MRC-Centre for Molecular Bacteriology & Infection del Imperial College de Londres, ha liderado a un equipo internacional, en el que también han participado dos investigadores del Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV-CSIC).

En este trabajo, como informa la universidad valenciana, el equipo del profesor Penadés ha hallado un nuevo mecanismo de activación y transmisión de material genético entre las islas de patogenicidad identificadas en los cromosomas de bacterias y superbacterias, para transferirles mayor virulencia y resistencia. Este nuevo mecanismo evolutivo se ha identificado en el género Staphylococcus aureus, de prioridad crítica para la OMS por su multirresistencia a los antibióticos y su capacidad para causar infecciones de gravedad.

Ya en 2019, el profesor Penadés publicó en Molecular Cell cómo estas islas de patogenicidad de las bacterias que causan infecciones más virulentas “secuestran” virus para expandirse con mayor rapidez en el medio natural y convertir bacterias inocuas en patógenos virulentos. “Hasta ahora se pensaba que este era el único mecanismo empleado para expandir su potencial patógeno. Pero lo que acabamos de detectar es que, en Staphylococcus aureus, algunas islas de patogenicidad, en lugar de secuestrar a un virus, secuestran a otra isla de patogenicidad para transferirse. Este representa un nivel de parasitismo nunca descrito hasta la fecha, ya que una isla de patogenicidad secuestra inicialmente mecanismos de virus para diseminarse, y cuando esto ocurre, otra isla utiliza los mecanismos que la primera ha secuestrado del virus para su beneficio. Esta cascada de activación permite a las islas de patogenicidad transferir a otras bacterias el material genético que les confiere su alta capacidad patógena a unas frecuencias nunca vistas anteriormente. Esto explica mejor la rapidez en la expansión de estos elementos genéticos que confieren mayor virulencia y resistencia a las cepas de Staphylococcus aureus que causan infecciones con consecuencias clínicas más graves y difíciles de tratar, como el síndrome de shock tóxico o la neumonía y la fascitis necrotizantes”, destaca el profesor Penadés.

“Con este hallazgo hemos dado un nuevo paso en el conocimiento de los mecanismos genéticos evolutivos que convierten a las bacterias y superbacterias en patógenos causantes de infecciones extremadamente graves y que resisten a los tratamientos antibióticos de que disponemos actualmente. Avanzar en el conocimiento de estos mecanismos genéticos que se producen en las infecciones bacterianas más graves permitirá diseñar nuevas estrategias para tratarlas de forma más eficaz en el futuro”, añade.

Bases moleculares de la virulencia bacteriana

El profesor Penadés, investigador del Departamento de Ciencias Biomédicas de la Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) de Valencia, dirige desde julio de 2020 el MRC-CMBI Centre for Molecular Bacteriology & Infection del Imperial College London, que reúne al mayor grupo de investigadores de Reino Unido dedicados al estudio de las bases biológicas y los mecanismos moleculares de las infecciones bacterianas.

Las investigaciones del profesor Penadés se han centrado en el estudio de los bacteriófagos, los virus que infectan a las bacterias y se replican en su interior confiriéndoles mayor capacidad patógena y resistencia a los antibióticos, así como en los mecanismos que emplean estos virus para transferir material genético de unas bacterias a otras. Así, sus trabajos más recientes han permitido identificar un nuevo mecanismo de transmisión de genes entre bacterias, la transducción lateral, publicado en 2018 en Science. Y también ha identificado una nueva familia de virus parásitos moleculares de las bacterias, como nuevos elementos genéticos móviles involucrados en su evolución, resistencia y virulencia, denominados PICIs (Phage-Inducible Chromosomal Islands), en un trabajo publicado en 2019 en Molecular Cell.

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