Genómica comparativa y funcional aplicada a los mecanismos involucrados en el desarrollo hacia la extrema y pandroga resistencia antibiótica

Tomamos como modelo biológico para estudiar los mecanismos de la Transferencia Horizontal Genética de Genes de Resistencia a Antibióticos a los integrones de clase 1, los cuales están asociados a la Multidroga Resistencia Antibiótica (MDRA). El gen intI1 se mantuvo en cepas clínicas pertenecientes a linajes con comportamiento epidémico por más de 900 generaciones. Mediante estudios de bioinformática evidenciamos un flujo dinámico de los alelos del gen intI1 en particular en nichos humanos que han permitido probablemente su expansión desde la aparición de los seres humanos por herencia vertical. Al analizar la adaptación de P. aeruginosa al pulmón de un paciente con Fibrosis Quística durante la colonización crónica, identificamos que simultáneamente a la reducción genómica, ocurrían eventos de adquisición de resistencia móvil, conferida por una nueva isla genómica PApGI, que posee embebido un integrón de clase 1 con el gen cassette blaVIM-2. Dicho gen se mantiene a través del tiempo en más de 1000 generaciones, lo cual la convierte en un importante reservorio que potencialmente puede ser trasferido a otras cepas. Estos resultados evidencian el rol adaptativo que confieren los integrones de clase 1 a diversas especies y hábitats, incluyendo las infecciones crónicas de P. aeruginosa.

We took the class 1 integrons as a biological model to study the mechanisms of the Horizontal Gene Transfer of Antimicrobial Resistance Genes. These genetic elements are associated with the Multidrug Resistance (MDR). The intI1 gene was maintained in clinical strains belonging to lineages with epidemic behavior for more than 900 generations. Bioinformatics studies evidenced a dynamic flow of intI1 gene alleles in particular in human niches that have probably allowed their expansion since the appearance of humans due to vertical inheritance. When analyzing the adaptation of P. aeruginosa to the lung of a patient with Cystic Fibrosis during chronic colonization, we identified that mobile resistance acquisition events occurred simultaneously with genomic reduction. These events conferred a new genomic island named PApGI which has a class 1 integron carrying the gene cassette blaVIM-2. This gene is maintained over time in more than 1000 generations which makes genomic island PApGI an important reservoir that can potentially be transferred to other strains. These results demonstrate the adaptive role that class 1 integrons confer to diverse species and habitats, including chronic infections of P. aeruginosa.