Infección multirresistente a punto de evolucionar en pacientes con fibrosis quística
La dedos en palillo de tambor es una característica clásica de la fibrosis quística, aunque no está presente en muchos pacientes. Crédito: Jerry Nick, MD/ Wikipedia
Los científicos han podido rastrear cómo un organismo resistente a múltiples fármacos puede evolucionar y propagarse ampliamente entre los pacientes con fibrosis quística, lo que demuestra que puede evolucionar rápidamente dentro de un individuo durante una infección crónica. Los investigadores dicen que sus hallazgos resaltan la necesidad de tratar a los pacientes con infección por Mycobacterium abscessus de inmediato, en contra de la práctica médica actual.
Alrededor de uno de cada 2500 niños en el Reino Unido nace con fibrosis quística, una afección hereditaria que hace que los pulmones se obstruyan con moco espeso y pegajoso. La afección tiende a disminuir la esperanza de vida entre los pacientes.
En los últimos años, M. abscessus, una especie de bacteria multirresistente, se ha convertido en una amenaza global significativa para las personas con fibrosis quística y otras enfermedades pulmonares. . Puede causar una neumonía grave que provoque un daño inflamatorio acelerado en los pulmones y puede impedir un trasplante de pulmón seguro. También es extremadamente difícil de tratar, menos de uno de cada tres casos se trata con éxito.
En un estudio publicado hoy en Science, un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge examinó los datos del genoma completo de 1173 infecciones clínicas de M. abscessus muestras extraídas de 526 pacientes para estudiar cómo ha evolucionado y sigue evolucionando el organismo. Las muestras se obtuvieron de clínicas de fibrosis quística en el Reino Unido, así como de centros en Europa, EE. UU. y Australia.
El equipo encontró dos procesos clave que juegan un papel importante en la evolución del organismo. El primero se conoce como transferencia horizontal de genes, un proceso mediante el cual las bacterias recogen genes o secciones de ADN de otras bacterias del entorno. A diferencia de la evolución clásica, que es un proceso lento e incremental, la transferencia horizontal de genes puede conducir a grandes saltos en la evolución del patógeno, lo que podría permitir que repentinamente se vuelva mucho más virulento.
El segundo proceso es la evolución dentro del huésped. . Como consecuencia de la forma del pulmón, múltiples versiones de la bacteria pueden evolucionar en paralelo y cuanto más tiempo exista la infección, más oportunidades tendrán de evolucionar, y las variantes más aptas eventualmente ganarán. Se han observado fenómenos similares en la evolución de nuevas variantes del SARS-CoV-2 en pacientes inmunocomprometidos.
El profesor Andrés Floto, autor principal conjunto del Centro de IA en Medicina (CCAIM) y el Departamento de Medicina de la Universidad de Cambridge y el Centro de Cambridge para la Infección Pulmonar en el Hospital Royal Papworth, dijo: «Lo que termina es una evolución paralela en diferentes partes del pulmón de un individuo. Esto ofrece a las bacterias la oportunidad de múltiples tiradas de dados hasta que encuentran el mutaciones más exitosas. El resultado neto es una forma muy efectiva de generar adaptaciones al huésped y aumentar la virulencia.
«Esto sugiere que es posible que deba tratar la infección tan pronto como se identifique. Por el momento, debido a que los medicamentos pueden causar efectos secundarios desagradables y deben administrarse durante un largo período de tiempo, a menudo hasta 18 meses, los médicos generalmente esperan para ver si la bacteria causa la enfermedad antes de tratar la infección. Pero lo que esto hace es darle al virus suficiente tiempo para evolucionar repetidamente, lo que podría dificultar su tratamiento».
El profesor Floto y sus colegas recomendaron previamente la vigilancia de rutina de los pacientes con fibrosis quística para detectar una infección asintomática. Esto implicaría que los pacientes enviaran muestras de esputo tres o cuatro veces al año para comprobar la presencia de infección por M. abscessus. Tal vigilancia se lleva a cabo de forma rutinaria en muchos centros del Reino Unido.
Usando modelos matemáticos, el equipo han podido dar un paso atrás en la evolución del organismo en un solo individuo y recrear su trayectoria, buscando mutaciones clave en cada organismo en cada parte del pulmón Al comparar muestras de múltiples pacientes, pudieron identificar el conjunto clave de genes que permitieron que este organismo se transformara en un patógeno potencialmente mortal.
Estas adaptaciones pueden ocurrir muy rápidamente, pero el equipo descubrió que su capacidad de transmisión entre pacientes era constante. llovió: paradójicamente, aquellas mutaciones que permitieron al organismo convertirse en un patógeno más exitoso dentro del paciente también redujeron su capacidad de sobrevivir en superficies externas y en el aire, los mecanismos clave por los cuales se cree que se transmite entre personas.
Posiblemente, uno de los cambios genéticos más importantes observados por el equipo fue uno que contribuyó a que M. abscessus se volviera resistente al óxido nítrico, un compuesto producido naturalmente por el sistema inmunitario humano. El equipo comenzará en breve un ensayo clínico destinado a aumentar el óxido nítrico en los pulmones de los pacientes mediante el uso de nitrito acidificado inhalado, que esperan se convierta en un tratamiento novedoso para la devastadora infección.
Examen del ADN extraído de muestras de pacientes también es importante para ayudar a comprender las rutas de transmisión. Estas técnicas se utilizan de forma rutinaria en los hospitales de Cambridge para mapear la propagación de infecciones como MRSA y C. difficile y, más recientemente, SARS-CoV-2. Los conocimientos sobre la propagación de M. abscessus ayudaron a informar el diseño del nuevo edificio del Royal Papworth Hospital, inaugurado en 2019, que cuenta con un sistema de ventilación de última generación para prevenir la transmisión. El equipo publicó recientemente un estudio que muestra que este sistema de ventilación fue muy eficaz para reducir la cantidad de bacterias en el aire.
El profesor Julian Parkhill, coautor principal del Departamento de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cambridge, agregó: «M. abscessus puede ser una infección muy difícil de tratar y puede ser muy peligrosa para las personas que viven con fibrosis quística, pero esperamos que los conocimientos de nuestra investigación nos ayuden a reducir el riesgo de transmisión, detener la evolución del virus y potencialmente prevenir la aparición de nuevas variantes patogénicas».
El equipo ha utilizado su investigación para desarrollar conocimientos sobre la evolución de M. tuberculosis, el patógeno que causa la TB hace unos 5000 años. De manera similar a M. abscessus, M. tuberculosis probablemente comenzó su vida como un organismo ambiental, adquirió genes por transferencia horizontal que hizo que clones particulares fueran más virulentos y luego evolucionó a través de múltiples rondas de evolución dentro del huésped. Mientras que M. abscessus actualmente se detiene en este punto evolutivo, M. tuberculosis evolucionó aún más para poder saltar directamente de una persona a otra.
Dr. Lucy Allen, directora de investigación de Cystic Fibrosis Trust, dijo: «Esta emocionante investigación brinda una esperanza real de mejores formas de tratar las infecciones pulmonares que son resistentes a otros medicamentos. Nuestro centro de innovación cofinanciado con la Universidad de Cambridge realmente muestra el poder de reunir la experiencia líder en el mundo para abordar una prioridad de salud identificada por las personas con fibrosis quística. Esperamos ver más resultados impresionantes en el futuro provenientes de nuestra asociación conjunta».
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El nuevo tratamiento acaba con la infección que puede ser mortal para los pacientes con fibrosis quística Más información: «Evolución patogénica paso a paso de Mycobacterium abscessus» Science (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.abb8699 Información de la revista: Science
Proporcionado por la Universidad de Cambridge Cita: Infección multirresistente a punto de evolucionar en pacientes con fibrosis quística (2021, abril 29) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-multi-drug-resistent-infection-evolve-cystic.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.