Evolución de la resistencia bajo presión de sulfonamida potenciada en Escherichia coli

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Genética
• Biología Evolutiva

Sus antecedentes:

• La resistencia a los antimicrobianos (RAM) es un desafío crítico para la salud mundial.
• Las sulfonamidas potenciadas se usan con frecuencia en la medicina humana y veterinaria.
• La comprensión de los mecanismos de resistencia es vital para combatir la RAM.

Objetivo del estudio:

• Investigar la adaptación in vitro de Escherichia coli a concentraciones crecientes de sulfonamidas potenciadas.
• Identificar los mecanismos genéticos subyacentes a esta adaptación y la posible co-selección de resistencia.
• Evaluar la eficacia del modelo evolutivo MEGA-plate en el estudio del desarrollo de resistencia.

Principales métodos:

• Se utilizó el modelo evolutivo MEGA-plate para exponer E. coli ATCC 25922 a un gradiente de concentraciones de sulfonamida potenciada (0x a 1000x).
• Se aislaron y analizaron clones de diferentes zonas de concentración.
• Se determinó la resistencia fenotípica mediante pruebas de concentración inhibitoria mínima (CIM).
• Se realizó análisis genotípico mediante secuenciación de próxima generación para identificar mutaciones.

Principales resultados:

• La adaptación a altas concentraciones de sulfonamida (1000x) resultó en valores de CMI significativamente aumentados para múltiples antibióticos.
• Se identificaron mutaciones en genes clave de la vía del folato (folP, folA) y genes reguladores de la bomba de eflujo (emrR, marR, acrR, mdtM).
• Se observó la activación de múltiples sistemas de eflujo multidrogas (acrAB-tolC, emrAB-tolC, mdtEF-tolC) y genes involucrados en la regulación de la respuesta SOS (recN, recQ, uvrB).

Conclusiones:

• La adaptación microevolutiva in vitro a las sulfonamidas potenciadas induce cambios genéticos amplios en E. coli.
• Estas adaptaciones pueden impulsar la resistencia cruzada a través de la co-selección, afectando a múltiples clases de antibióticos.
• Los hallazgos enfatizan la importancia del uso juicioso de antimicrobianos combinados para prevenir respuestas de resistencia pleiotrópicas.