Mecanismos de resistencia y virulencia de aislados clínicos de klebsiella spp. Productores de beta-lactamasas de clase a, c y d: caracterización de los cambios producidos durante la colonización/infección

Abstract

El género Klebsiella, clasificado como de prioridad crítica para el desarrollo de nuevos antimicrobianos, presenta elevadas tasas de resistencia a ß-lactámicos, lo que se traduce en mayores fallos terapéuticos y una alta mortalidad. Particularmente preocupante es su capacidad para actuar como reservorio y diseminador de genes de resistencia, destacando la carbapenemasa OXA-48, una de las más prevalentes en nuestro entorno. Aislados multirresistentes de este género pueden colonizar el tracto gastrointestinal humano, principalmente en pacientes hospitalizados. La transferencia horizontal de genes en el intestino es extremadamente activa y ello, unido a la propia evolución bacteriana, puede conllevar a cambios en las poblaciones iniciales. Por lo tanto, el estudio de aislados consecutivos en estos pacientes mediante secuenciación del genoma completo puede ayudar a esclarecer los complejos fenómenos que ocurren. Esta tesis doctoral se centra en el estudio de las tasas de variación genética y el viruloma en aislados consecutivos de K. pneumoniae productores de OXA-48 procedentes de pacientes con colonización/infección prolongada, así como en la caracterización de los mecanismos subyacentes a la aparición de resistencia a ceftazidima/avibactam y la dinámica de plásmidos en aislados del género Klebsiella. Este estudio busca proporcionar información clave para anticiparnos a la evolución de estos microorganismos y desarrollar estrategias terapéuticas más eficaces en su manejo clínico. El análisis comparativo de aislados consecutivos de K. pneumoniae productores de OXA-48 reveló una mayor variabilidad genética en pacientes con múltiples hospitalizaciones y exposición prolongada a meropenem. El estudio del viruloma evidenció una alta prevalencia de factores de virulencia, en su mayoría estables entre aislados, aunque se identificaron diferencias en la presencia de yersiniabactina y fimbria tipo 3, sugiriendo la posible transferencia horizontal de los genes codificantes. En cuanto al desarrollo in vivo de resistencia a ceftazidima/avibactam, se identificaron dos mecanismos distintos en grupos de aislados independientes: -En K. aerogenes, la sustitución aminoacídica R148W en la ß-lactamasa cromosómica AmpC fue seleccionada tras la exposición a ceftazidima/avibactam. Su impacto en la resistencia se demostró tanto fenotípicamente, mediante ensayos de clonación, como estructuralmente mediante modelización y simulación dinámica molecular, evidenciando su papel clave en la reducción de la eficacia del tratamiento. -En un aislado de K. pneumoniae procedente de un paciente con colonización/infección prolongada por aislados de Klebsiella spp., se describió por primera vez la variante CTX-M-273 (CTX-M-15 P167S), cuyo impacto en la resistencia a ceftazidima/avibactam se validó mediante ensayos de clonación. Finalmente, el estudio de la dinámica de plásmidos en este último grupo de aislados sugirió la transferencia horizontal intra e interespecie de los plásmidos OXA-48-IncL y CTX-M-15-IncFIIK, reforzando la importancia de la colonización como reservorio de resistencia. Este hallazgo es especialmente relevante en pacientes expuestos a la presión antibiótica hospitalaria, la cual favorece la selección, propagación y reordenamiento de genes de resistencia. Los resultados de esta tesis subrayan la importancia de la vigilancia epidemiológica, el análisis genómico y la monitorización de la evolución de plásmidos en Enterobacterales, y concretamente en el género Klebsiella. La emergencia de nuevas variantes de ß-lactamasas y la alta plasticidad genética de estos patógenos representan un reto crítico para el manejo de infecciones, destacando la necesidad de estrategias terapéuticas adaptadas y un control riguroso de la transmisión en entornos clínicos.