En los últimos años, los científicos han descubierto que las infecciones graves que progresan rápidamente y resisten el tratamiento a menudo son causadas por múltiples microbios que interactúan entre sí. Se sabe muy poco sobre estas llamadas infecciones polimicrobianas, pero los métodos de diagnóstico tradicionales a menudo las identifican erróneamente como monomicrobianas, o infecciones de un solo microbio.
Un nuevo estudio realizado por un equipo de científicos que incluyó a investigadores de la Universidad de Maryland y la Rama Médica de la Universidad de Texas utilizó análisis genéticos para revelar cómo dos cepas diferentes de una sola especie de bacteria carnívora trabajaron en conjunto para volverse más peligrosasque una sola cepa. El estudio se publicó en Actas de la Academia Nacional de Ciencias el 11 de noviembre de 2019.
"Esta investigación proporciona evidencia clara de que una infección muy grave que se considera causada por una sola especie de una bacteria natural en realidad tenía dos cepas", dijo Rita Colwell, profesora universitaria distinguida en el Instituto de Estudios Informáticos Avanzados de la Universidad de Marylandy coautor del estudio. "Una de las cepas produce una toxina que descompone el tejido muscular y permite que la otra cepa migre al sistema sanguíneo e infecte los órganos".
La infección original, cultivada a partir de un paciente que desarrolló la grave enfermedad carnívora conocida como fascitis necrotizante, se diagnosticó como una enfermedad monomicrobiana. Los diagnósticos tradicionales solo podían determinar que la infección fue causada por una sola especie de bacteria llamada Aeromonashydrophila. Pero la enfermedad desconcertó a los médicos cuando rápidamente se volvió mortal, requiriendo una amputación cuádruple para salvar la vida del paciente. A través del análisis genético del cultivo, Colwell y su equipo descubrieron diferencias importantes entre los cultivos bacterianos individuales que no pudieron detectarse mediante el diagnóstico estándarmétodos.
En dos artículos anteriores, Colwell y sus colegas aislaron e identificaron dos cepas genéticamente distintas de la bacteria que causó la infección. Etiquetaron esas cepas fascitis necrotizante 1 NF1 y fascitis necrotizante 2 NF2. En estudios de laboratorio, ninguna cepaprodujo una infección mortal por sí sola. Pero cuando se combinaron las cepas, la infección resultante se volvió mortal.
En el estudio actual, los investigadores manipularon los componentes genéticos de cada cepa. Cuando intercambiaron los componentes genéticos que variaban entre las cepas, el equipo pudo hacer que NF1 se comportara más como NF2 y viceversa. Al probar las cepas mutantes enratones, el equipo determinó cómo las variaciones genéticas afectaron la capacidad de cada cepa para causar infección e interactuar con la otra cepa.
Los tres estudios combinados pintan una imagen clara de cómo se comportan la NF1 y la NF2 tanto en infecciones separadas como cuando se combinan. En las infecciones de una sola cepa, la NF1 permanece localizada, no se propaga al torrente sanguíneo ni a los órganos y es eliminada por el sistema inmunológico del huésped. La NF2, sin embargo, produce una toxina que descompone el tejido muscular y permite que se propague al torrente sanguíneo o a los órganos.
Cuando las tensiones ocurren juntas, la historia se invierte. En las infecciones por múltiples cepas, la toxina producida por NF2 descompone el tejido muscular y permite que la NF1 viaje al torrente sanguíneo o a los órganos donde se vuelve mortal. Además, la NF2 permanece localizaday no tiene la oportunidad de propagarse porque cuando entra en contacto con cepas de NF1, la NF1 inyecta un componente en NF2 que lo mata.
"Estamos entusiasmados con este trabajo de detective tan elegante", dijo Colwell. Ahora tenemos la capacidad a través de la metagenómica para determinar los agentes infecciosos individuales involucrados en las infecciones polimicrobianas. Con estos nuevos y poderosos métodos podemos determinar cómo los microbios trabajan juntos,ya sean bacterias, virus o parásitos ".
La capacidad de identificar los agentes involucrados en las infecciones polimicrobianas, ya sean especies diferentes o cepas variantes de una sola especie, puede mejorar significativamente los resultados del tratamiento para los pacientes infectados.
"Cuando tratamos con un antibiótico determinado, eliminamos un organismo del cuerpo", dijo Colwell. "Pero si hay otro organismo que participa en la infección y que también es patógeno, entonces cualquier tratamiento con antibióticos que notambién apunte a que el organismo puede estar despejando el terreno para que crezca como loco ".
El tratamiento de un solo organismo en una infección polimicrobiana podría ser la causa de muchas infecciones secundarias e infecciones crónicas que resisten el tratamiento. Según Colwell, una mezcla de antibióticos o fármacos terapéuticos puede ser necesaria para tratar las infecciones polimicrobianas. Uso rutinario del enfoque genómico quefue desarrollado en este estudio para analizar las infecciones y podría resultar en tratamientos dirigidos de manera más efectiva para las enfermedades causadas por infecciones polimicrobianas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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