Epidemiología molecular y mecanismos de patogénesis de Staphylococcus aureus resistentes a meticilina : implicancias de la colonización, transmisión e infección en pacientes que se internan

Abstract

La diseminación de Staphylococcus aureus (S. aureus) resistente a la meticilina (MRSA) es una preocupación mundial tanto en los hospitales (HA-MRSA) como en la comunidad (CA-MRSA). El conocimiento sobre cuándo y dónde se adquiere la colonización de MRSA y qué clones están involucrados, ayudaría a concentrar esfuerzos para la prevención de las infecciones adquiridas en el hospital por MRSA, especialmente en América Latina, donde los datos son escasos. Además, existe limitada evidencia de la prevalencia, epidemiología molecular y factores de riesgo para la colonización por MRSA al ingreso, discriminados por genotipos CA-MRSA y HA-MRSA (CA-MRSAG y HA-MRSAG). Por esto, en la primera parte de esta tesis, se llevó a cabo un estudio multicéntrico en 8 instituciones de Córdoba, durante 3 meses, con el fin de analizar las implicancias de la colonización por CA-MRSAG, comparativamente con HA-MRSAG y S. aureus sensibles a meticilina (MSSA), en los pacientes que se hospitalizan. De 1419 pacientes hospitalizados, se obtuvo una prevalencia de colonización por MRSA de 4,2% (n: 60) en la admisión, con mayor proporción en pediatría que en adultos (6,1% vs 2,5%), dada por una mayor proporción de CA-MRSAG (4,8%) comparada con la de adultos (1,9%), p= 0,002. Los clones MRSA más frecuentes en la admisión fueron, CA-MRSAG: I-ST5-IV (n: 17, 28,3%), N-ST30-IV (n: 12, 20%), y HA-MRSAG: C-ST100-IV (n: 9, 15%). Se identificaron factores de riesgo (FR) para colonización por MRSA, discriminando FR para CA-MRSAG de FR para HA-MRSAG. Esta diferencia en los FR, implica diferentes orígenes y nichos de transmisión de ambos genotipos, y avala la importancia de conocer los genotipos prevalentes en una población, a la hora de llevar a cabo el “screening” de MRSA en la admisión, para implementar medidas de control de infección que reduzcan la transmisión y consecuentemente las infecciones adquiridas en el hospital. Se detectaron 10 casos de adquisiciones hospitalarias, todas ellas por CA-MRSAG demostrando la circulación y adquisición de estas cepas dentro del hospital, donde los clones más frecuentes fueron: I-ST5-IV (n: 4, 40%), N-ST30-IV (n: 2, 20%), R-ST72-IV (n: 2, 20%), QQ-ST1649-IV (n: 1, 10%). Por lo tanto, se demostró que estos clones, se adquieren y probablemente se transmiten, causando infecciones adquiridas en los hospitales, siendo la comunidad el principal reservorio. Estas infecciones, son prevenibles y, por lo tanto, son objetivos para un programa de control de infecciones en el hospital y la comunidad. A su vez, con el fin de estudiar la evolución en el tiempo de la epidemiología molecular de las infecciones por MRSA en nuestro país, desde los primeros estudios de vigilancia realizados por nuestro grupo de investigación, se llevó a cabo un estudio de carácter prospectivo multicéntrico a nivel nacional en abril de 2015, en 61 hospitales de 20 provincias. Se analizaron 668 casos de infecciones por S. aureus, utilizando definiciones epidemiológicas de las infecciones RESUMEN VI causadas por MRSA, de acuerdo al origen de la infección, hospital (HO) o comunidad (CO). Se determinó una prevalencia nacional de MRSA de 51% con mayor proporción de CA-MRSAG (88,6%) vs HA-MRSAG (11,4%) p<0,0001. Las cepas CA-MRSAG estuvieron asociadas con menor tasa de resistencia a los antibióticos (ATBs) que las cepas HA-MRSAG, con multiresistencia sólo en HA-MRSAG. Un hallazgo de importancia fue la detección de resistencia a Ceftobiprol (8 aislamientos del clon Cordobés/Chileno) y a mupirocina (en el clon ST30-IVc) con resistencia de alto nivel. Se detectaron diferencias significativas regionales en la proporción de MRSA, desde el norte (72,9%), disminuyendo hacia el centro (48,4%) y en el sur (25,6%), con predominio de CA-MRSA 66%, 43% y 19,2% respectivamente. Estas diferencias se asociaron a la diseminación del clon ST30-IVc de norte a sur desplazando al clon ST5-IVa, y al clon HA-MRSA ST5-I. Se identificó una proporción significativamente mayor (p=0,0015) de MRSA en pediatría (59%) que en adultos (47,2%), dada por una mayor proporción de CA-MRSA en pediatría (55,8%) que en adultos (38,8%) (p<0,0001), siendo el clon ST30-IVc el más prevalente (62,5%), tanto en pediatría (70,9%) como en adultos (55,4%). A su vez, se determinó una mayor proporción de CA-MRSAG que HA-MRSAG tanto en infecciones CO (48,0% vs. 2,8%, p < 0,0001) como en las HO (38,6% vs. 13,2%, p=0,0009) confirmando el desplazamiento de los clones HA-MRSA del ambiente hospitalario por los CA-MRSA. Este hecho estuvo principalmente relacionado a la propagación del clon ST30-IV con significativa mayor proporción en pediatría que en adultos, desplazando al clon HA-MRSA ST5-I y al CA-MRSA ST5-IVa. Al comparar los resultados de los estudios realizados en 2009 y en 2015, se identificaron proporciones comparables de MRSA (55% vs 51%). Este mantenimiento de las proporciones de MRSA fue consecuencia de un aumento significativo de la proporción de infecciones causadas por genotipos CA-MRSAG (39% en 2009 a 45,2% en 2015) compensado por una disminución de aquellas causadas por los genotipos HA-MRSAG (16% en 2009 vs. 5,8% en el 2015, p < 0,0001). Estos dos fenómenos concomitantes pero contrarios se evidenciaron principalmente a nivel hospitalario y en la población adulta, relacionado a la diseminación del clon ST-30-IV (33% en el 2009 y 62,2% en el 2015, p < 0,0001), desplazando al clon HA-MRSA ST5-I (18% vs 7%, p < 0,0001) y también al clon CA-MRSA ST5-IV (31% en el 2009 y 13,7% en el 2015, p < 0,0001). De la misma manera, se detectó una significativa disminución de la proporción de aislamientos resistentes a ciprofloxacina, eritromicina, clindamicina, y gentamicina entre los clones de MRSA. Este fenómeno en la comunidad estuvo asociada al desplazamiento del clon ST5-IVa por el clon ST30-IV, con menor resistencia a macrólidos y lincosaminas, mientras que en el hospital, estuvo asociado al desplazamiento de los clones ST5-I y ST5-IVa (que había ingresado previamente al ambiente hospitalario), por parte el ST30-IVc. Por lo tanto, este análisis longitudinal tiene importantes consecuencias a nivel de la resistencia a los ATBs y de esta manera en el establecimiento de los tratamientos empíricos en nuestro país. RESUMEN VII Finalmente, en la tercera etapa, nos propusimos analizar características moleculares patogénicas y evolutivas, que pudieran de alguna manera explicar las capacidades diferenciales de diseminación de estos clones de MRSA. En primera instancia, se analizó la evolución molecular del Complejo clonal 5 (CC5) a través del secuenciamiento de genomas completos (WGS). Se seleccionó una muestra representativa (n: 20) de diferentes regiones del país, tanto MSSA como MRSA, recuperados a partir de infecciones asociadas a la comunidad (CA) y al hospital (HA) desde 1999 al 2015. Se pudo confirmar un ancestro común (AC) MSSA que data de 1937, el cual dio origen a la emergencia por un lado de los clones HA-MRSA y por el otro a los CA-MRSA. En el ámbito hospitalario emergieron a partir de un AC en el año 1956, tanto el clon Cordobés/Chileno ST5-I expandiéndose a partir de 1992, como la variante argentina del clon pediátrico ST100-IVNv a partir del año 1979. En la comunidad, el AC MSSA evolucionó adquiriendo variaciones genéticas que posiblemente facilitaron su diseminación, como genes de FV como pvl, sea y sep en un fago del grupo ϕSa2 llamado phiSa119. Luego comenzó a expandirse aproximadamente en el año 1990, para dar un precursor MSSA que a partir del año 1991 divergió adquiriendo el SCCmec IVa y dando origen al clon CA-MRSA-ST5-IVa, pvl, sea y sep positivos, causando brotes epidémicos en las diferentes regiones del país. En una segunda instancia, se estudió la virulencia comparativa entre diferentes clones de MRSA, usando el modelo Galleria mellonella. Se seleccionaron aislamientos CA-MRSAG (I-ST5-IVa-t311 y N-ST30-IVc-t019) y HA-MRSAG(A-ST5-I-t149 y B-ST239-IIIA-t037) prevalentes en nuestro país. Los clones CA-MRSA, presentaron una virulencia significativamente mayor (p<0.001) que clones HA-MRSA. Tanto el clon CA-MRSA ST5-IVa (sea-sep-pvl–Fago phiSa119) como el ST30-IVc (egc-lukDE-bbp-cna) adquirieron evolutivamente características patogénicas que podrían favorecer un mayor “fitness” avalando los resultados detectados en el modelo de G. mellonella. Lo que podría sustentar en parte el comportamiento de estos clones CA-MRSA en nuestro medio, desplazando a los clones HA-MRSA. Como conclusión final, en esta tesis, se pudo abordar 3 aspectos cruciales de S. aureus, la portación, las infecciones y la evolución del complejo clonal más importantes en nuestro país, utilizando WGS como herramienta molecular. Los resultados aportan información genuina de importancia para ayudar al entendimiento de la evolución de los clones epidémicos que circulan en nuestro país y su relación con la resistencia a los antibióticos. Consecuentemente, proporciona datos que permiten el planteamiento de estrategias para el control y la transmisión de este patógeno tan importante a nivel mundial y para el control de la resistencia a los ATBs.