Uso de Galleria mellonella como modelo invertebrado de infección para determinar la virulencia de Pseudomonas aeruginosa

Abstract

[spa] Pseudomonas aeruginosa es un microorganismo de gran importancia clínica dentro de los gramnegativos, debido a que es el principal patógeno causante de infecciones nosocomiales en humanos. Debido a la alta incidencia de infección de Pseudomonas aeruginosa y tasa de mortalidad, se ha clasificado por la Organización mundial de la salud entre la lista de las seis bacterias prioritarias conocidas como ESKAPE. Además, su capacidad de desarrollar mecanismos de resistencia (mutaciones en genes cromosómicos, producción de β-lactamasas) y sus distintos factores de virulencia (flagelos, pili, toxinas, pigmentos…) dificultan la terapia antibiótica en pacientes infectados. Por tanto, este hecho ha favorecido el incremento de infecciones nosocomiales provocadas por cepas XDR/MDR, especialmente relevante las causadas por los denominados clones de alto riesgo. Estudios previos han demostrado que la expresión de algunos de estos factores de virulencia se encuentra disminuida en los clones de alto riesgo; asimismo, se ha determinado una relación entre el perfil de resistencia, clones de alto riesgo y genotipo. En concreto, se ha demostrado que el gen exoU, del llamado Sistema de secreción tipo III, es un factor relevante en la mortalidad en infecciones del torrente sanguíneo por Pseudomonas aeruginosa. Respecto al estudio de la virulencia, los modelos mamíferos no resultan útiles para el análisis de grandes colecciones, por ello, en las últimas décadas los modelos invertebrados han demostrado ser válidos para la realización de este tipo de estudios, dada su simplicidad experimental, bajo coste y ausencia de limitaciones éticas. De acuerdo con todo ello, el objetivo de este trabajo fue examinar si esta interacción entre resistencia y virulencia se cumplía en el modelo invertebrado de infección Galleria mellonella; evaluando la virulencia de una pequeña muestra de una colección de aproximadamente 500 aislados. Los resultados obtenidos mostraron que 4 cepas (217, 255, 206 y 375) presentaron un perfil de resistencia sensible, además 3 de ellas (255, 375 y 206) fueron virulentas y positivas para la citotoxina ExoU, que como se menciona anteriormente, es un factor relevante en la virulencia de PA. Y las cepas 331 y 330 no fueron virulentas, pero mostraron un perfil extremadamente resistente (XDR) de clones de alto riesgo, que tienen especial importancia en el ambiente hospitalario.

[cat] Pseudomones aeruginosa és un microorganisme de gran importància clínica dins dels gramnegatius, ja que és el principal patogen causant d'infeccions nosocomials en humans. A causa de l'alta incidència d'infecció de Pseudomonas aeruginosa i taxa de mortalitat, l'Organització mundial de la salut l’ha classificat entre la llista dels sis bacteris prioritaris coneguts com ESKAPE. A més, la seva capacitat de desenvolupar mecanismes de resistència (mutacions en gens cromosòmics, producció de β-lactamases) i els diferents factors de virulència (flagels, pili, toxines, pigments…) dificulten la teràpia antibiòtica en pacients infectats. Per tant, aquest fet ha afavorit l'increment d'infeccions nosocomials provocades per ceps XDR/MDR, especialment rellevants els causats pels anomenats clons d'alt risc. Estudis previs han demostrat que l'expressió d'alguns d'aquests factors de virulència es troba disminuïda als clons d'alt risc; així mateix, s'ha determinat una relació entre el perfil de resistència, els clons d'alt risc i el genotip. En concret, s'ha demostrat que el gen exoU, de l'anomenat sistema de secreció tipus III, és un factor rellevant en la mortalitat en infeccions del torrent sanguini per Pseudomonas aeruginosa. Pel que fa a l'estudi de la virulència, els models mamífers no resulten útils per a l'anàlisi de grans col·leccions, per això, en les darreres dècades els models invertebrats han demostrat ser vàlids per a la realització d'aquest tipus d'estudis, atesa la simplicitat experimental, baix cost. i absència de limitacions ètiques. D'acord amb tot això, l'objectiu d'aquest treball va ser examinar si aquesta interacció entre la resistència i la virulència es complia en el model invertebrat d'infecció Galleria mellonella; avaluant la virulència duna petita mostra duna col·lecció daproximadament 500 aïllats. Els resultats obtinguts van mostrar que 4 ceps (217, 255, 206 i 375) van presentar un perfil de resistència sensible, a més 3 d’ells (255, 375 i 206) van ser virulents i positius per a la citotoxina ExoU, que com s'esmenta anteriorment, és un factor rellevant a la virulència de PA. I els ceps 331 i 330 no van ser virulents, però van mostrar un perfil extremadament resistent (XDR) de clons d'alt risc, que tenen una importància especial en l'ambient hospitalari.

[cat] Pseudomonas aeruginosa is a gram-negative microorganism of great clinical importance, since it is the main pathogen causing nosocomial infections in humans. Due to the high incidence of Pseudomonas aeruginosa infection and mortality rate, it has been classified by the World Health Organization among the list of six priority bacteria known as ESKAPE. In addition, its ability to develop resistance mechanisms (mutations in chromosomal genes, production of β-lactamases) and its different virulence factors (flagella, pili, toxins, pigments...) make antibiotic therapy difficult in infected patients. Therefore, this fact has favored the increase in nosocomial infections caused by XDR/MDR strains, especially those caused by the so-called high-risk clones. Previous studies have shown that the expression of some of these virulence factors is decreased in high-risk clones; Likewise, a relationship between the resistance profile, high-risk clones and genotype has been determined. Specifically, it has been shown that the exoU gene, of the so-called type III secretion system, is a relevant factor 9 in mortality in Pseudomonas aeruginosa bloodstream infections. Regarding the study of virulence, mammalian models are not useful for the analysis of large collections, therefore, in recent decades invertebrate models have proven to be valid for carrying out this type of study, given their experimental simplicity, low cost and absence of ethical limitations. In accordance with all this, the objective of this work was to examine if this interaction between resistance and virulence was fulfilled in the invertebrate model of Galleria mellonella infection; evaluating the virulence of a small sample of a collection of approximately 500 isolates. The results obtained showed that 4 strains (217, 255, 206 and 375) presented a sensitive resistance profile, in addition 3 of them (255, 375 and 206) were virulent and positive for the ExoU cytotoxin, which as mentioned above, is a relevant factor in the virulence of PA. And strains 331 and 330 were not virulent, but showed an extremely resistant (XDR) profile of high risk clones, which are of special importance in the hospital environment.