El Campus Terra de la USC prueba que mamíferos marinos antárticos portan patotipos de E. coli patógenos implicados en procesos clínicos humanos

Un estudio sobre la evaluación del impacto de la actividad humana en la Antártida realizado por investigadores del Laboratorio de Referencia de Escherichia coli (LREC), con sede en la Facultad de Veterinaria del Campus Terra de la USC, evidencia que los mamíferos marinos antárticos portan patotipos de E. coli potencialmente patógenos y que con frecuencia están implicados en enfermedades humanas, tal y como publica la revista científica Scientific Reports, del grupo Nature, en un artículo que tiene cómo primera firmante a Azucena Mora, profesora e investigadora del Departamento de Microbioloxía y Parasitoloxía de la USC.

Las regiones antárticas se consideran áreas protegidas con influencia antropogénica limitada. Con todo, existe una preocupación creciente sobre el impacto de las actividades científicas y turísticas que aumentan el riesgo de diseminación de microorganismos humanos en ecosistemas relativamente intactos. Los mamíferos marinos actúan como bioindicadores de posibles cambios ambientales, pero la mayoría de los estudios realizados hasta ahora en esas áreas se centraron en el efecto de las descargas de aguas residuales no tratadas junto a las estaciones de investigación, con escasa información sobre la presencia de microorganismos asociados a humanos en estos animales.

Aunque es conocido que Escherichia coli es un miembro común de la microbiota intestinal de los vertebrados de sangre caliente, estudios previos indican baja presencia de E. coli en los mamíferos marinos que viven en ambientes prístinos en comparación con los animales en cautiverio, o en lugares próximos a zonas habitadas con alta exposición antropogénica. Escherichia coli es también un importante patógeno intestinal y extraintestinal. En el caso de las infecciones extraintestinais en humanos por E. coli, la mayoría son causadas por aislados del filogrupo B2 que incluye grupos clonales clínicamente significativos como ST73, ST131 o ST95. El grupo clonal pandémico ST131 recibió especial atención por ser responsable a nivel mundial de la propagación de dos subclones resistentes a las fluoroquinolonas: C1 (H30R) y C2 (H30Rx), frecuentemente asociados con infecciones del tracto urinario humano y bacteriemia. Hasta el momento, la detección de ST131 en la Antártida se produjo en aislamientos de agua y/o sedimentos marinos junto a las bases de investigación.

En este estudio, realizado en colaboración con miembros del grupo de Sanidad Animal y Zoonosis (SALUVET) de la Universidad Complutense de Madrid, de la Fundación Oceanográfic de Valencia y de la Universidad de Warwick (UK), se analizaron tres especies de pinnípedos de la costa oeste de la península Antártica: la foca de Weddell (Leptonychotes weddellii), el elefante marino (Mirounga leonina) y el lobo marino antártico (Arctocephalus gazella). El triple objetivo de este trabajo pasa por investigar la presencia y las características de Escherichia spp. en sus aislamientos; evaluar la presencia de clones de alto riesgo en una región reservada ecológicamente, además de definir posibles fuentes de contaminación e impacto dentro de este ecosistema vulnerable.

Como resultado, se obtuvieron 158 cepas de E. coli y tres de E. albertii de 193 muestras fecales. Cabe destacar que 62 de los 158 aislamientos (39.2%) exhibieron el estatus de E. coli patógeno extraintestinal (ExPEC) y 27 (17.1%) pertenecían a tipos de secuencia (ST) que ocurren frecuentemente entre los clones ExPEC implicados en infecciones urinarias / bacteriemias como son ST12, ST73, ST951 y ST141. En las pesquisas realizadas se encontraron además similitudes de más del 85% entre los perfiles de PFGE-macrorrestrición de aislamientos humanos y de pinnípedos pertenecientes a los grupos clonales El2:H6-B2-ST141 y El16:H5 / El25b:H4-B2-ST131. El análisis in silico de los genomas ST131 Cplx obtenidos de los tres pinnípedos identificaron la presencia de plásmidos IncF e IncI1 y revelaron alta similitud genómica entre los aislamientos de origen animal y humano.

Evidencias y alertas

Esta investigación evidencia que los mamíferos marinos antárticos portan patotipos de E. coli potencialmente patógenos, según señala la investigadora Azucena Mora, quien también destaca que este estudio sirvió para alertar por vez primera de la presencia de ST131 Cplx en cepas recuperadas de tres especies de pinnípedos muestreados en diferentes localizaciones antárticas. La distribución filogenética, los perfiles de virulencia, las ST y los trazos genómicos indicarían posibles subrayas ancestrales de los grupos clonales clínicos actuales. El desafío ahora es responder cómo y cuándo estos aislamientos se convirtieron en parte de la microbiota comensal de estos mamíferos marinos.

Una posible explicación podría ser la movilidad geográfica de estos animales, contactando áreas de mayor actividad humana, explica Mora. De hecho, hace falta recordar que Mirounga leonina se distribuye ampliamente en el hemisferio Sur, con especímenes identificados en la península Antártica y el continente, incluido el Sur de Argentina. Leptonychotes weddellii tiene una distribución más circumpolar, viajando en la búsqueda de comida hacia el norte y con algunos individuos deambulando hasta Nueva Zelanda, Sur de Australia y América del Sur. Finalmente, Arctocephalus gazella generalmente vaga en la época no reproductiva hacia el mar de Weddell (Argentina), y algunos grupos fueron avistados en la isla Juan Fernández (Chile). En cualquiera caso, los datos hallados requieren nuevos estudios de vigilancia para conocer la evolución de estos grupos clonales dentro de la microbiota normal de los pinnípedos, así como su transmisión  dentro de los nichos antárticos.

Los investigadores del LREC de la USC estudian desde hace años el impacto de la actividad humana en la fauna silvestre, haciendo un seguimiento de la diseminación de cepas multirresistentes y de clones de alto riesgo en diferentes nichos ambientales. El proyecto de la Xunta ‘Las aves silvestres como transmisoras de cepas de Escherichia coli productoras de betalactamasas de espectro extendido’, liderado por la doctora Azucena Mora y recién finalizado, es un ejemplo más de esta línea de trabajo del LREC.