Avenços en seqüenciació i mètodes computacionals per identificar variacions genètiques i fenotípiques en Staphylococcus aureus de pacients amb ventilació mecànica

L'Staphylococcus aureus és un microorganisme comú que provoca diferents efectes, pot no mostrar cap mena de símptoma o provocar la insuficiència d'òrgans, la septicèmia i la mort. La seva presència no és necessàriament un signe d'infecció. Es troba sovint colonitzant les vies respiratòries superiors o els pulmons de manera inofensiva, però en algunes persones es desenvolupa una infecció i els pacients en ventiladors presenten un risc elevat de desenvolupar infeccions i complicacions potencialment mortals. Això suposa un problema per als metges, ja que no és fàcil distingir, en una fase inicial, si S. aureus que es troba en pacients és benigne o és el signe d'una malaltia greu. També se suggereix que els microbis es poden adaptar i canviar dins dels pacients per tornar-se més virulents i desencadenar infecció.

"El nostre estudi es va crear per examinar les característiques i la composició genètica de les diferents soques de S. Aureus, obtingudes de mostres de pacients en ventilació mecànica", explica Cristina Prat, del grup d'Innovació en Infeccions Respiratòries i Diagnòstic de Tuberculosi a l'Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP) i a la xarxa CIBER. "Vam mirar si el genoma dels microbis canviava com a selecció per adaptar-se al seu entorn pulmonar i vam comparar les característiques dels bacteris amb els resultats clínics per proporcionar més informació als metges", afegeix. La investigació s'ha publicat a la revista Toxins.

El grup ha analitzat un conjunt de 94 soques, aïllades en diversos moments, provinents de 34 pacients. Van realitzar una caracterització completa de les seves característiques físiques i en van seqüenciar els genomes mitjançant mètodes computacionals sofisticats per identificar les relacions entre les soques. Per això han treballat amb la Unitat de Genòmica i Bioinformàtica d'alt contingut a l'IGTP, dirigida per Lauro Sumoy. Han desenvolupat una eina, anomenada Bacterial Typer, que ha estat implementada per José Francisco Sánchez Herrero. Tot i que es va ajustar específicament per a S. aureus per a aquest treball, també es pot utilitzar per estudiar altres microorganismes.

"Els nostres resultats mostren que les diferents soques de S. aureus varien en una sèrie de factors que determinen la seva virulència", explica Alicia Lacoma, primera autora del document. No obstant això, els investigadors no van trobar que les soques trobades en pacients individuals adaptessin la seva virulència o resistència als antibiòtics. Tampoc van trobar que el nivell de toxicitat de les diferents soques estigués relacionat amb el resultat en els pacients. "Hem trobat una diferència en les soques del bacteri en pacients amb pneumònia i amb pitjors resultats", continua Lacoma. "És molt important trobar maneres perquè els metges decideixin com gestionar els pacients en funció del tipus d'infecció per S. aureus que tinguin. Ara hem desenvolupat aquestes eines que són potents per estudiar els bacteris aïllats dels pacients i continuarem buscant maneres de diferenciar els resultats que produeixen".

Aquest projecte s'ha desenvolupat en col·laboració amb Fernando Arméstar de la Unitat de Cures Intensives, a l'Hospital Germans Trias i Pujol. L'estudi compta amb el finançament de l'Institut de Salut Carlos III, juntament amb els Fons de Desenvolupament Regional de la Comissió Europea. També va rebre finançament de la xarxa espanyola d'investigació sobre malalties respiratòries CIBER.

Article original

Lacoma, A.; Laabei, M.; Sánchez-Herrero, J.F.; Young, B.; Godoy-Tena, G.; Gomes-Fernandes, M.; Sumoy, L.; Plans, O.; Arméstar, F.; Prat, C. Genotypic and Phenotypic Characterization of Staphylococcus aureus Isolates from the Respiratory Tract in Mechanically-Ventilated Patients. Toxins 2021, 13, 122. https://doi.org/10.3390/toxins13020122