Detección de factores de virulencia en cepas de Staphylococcus spp. de origen nasal y epidérmico: estafilotoxinas, resistencia a antibióticos y fagoterapia.

Abstract

Resumen Los miembros del género Staphylococcus se caracterizan por ser colonizadores de diversos hábitats, como animales, aguas y alimentos. Es muy común, encontrarlos en mucosas y piel de humanos sanos, sin causar ninguna patología aparente, aunque en ocasiones pueden comportarse como patógenos oportunistas. La capacidad para producir la enzima coagulasa (conversión del fibrinógeno en fibrina), permite agrupar este género en estafilococos coagulasa negativos (CoNS) y estafilococos coagulasa positivos (CoPS). Staphylococcus aureus, es la especie más importante del grupo de los CoPS. Puede causar infecciones cutáneas, intoxicaciones alimentarias, neumonía, síndrome del shock tóxico y sepsis, entre otros. En las últimas décadas, se han descrito multitud de casos de aparición de resistencias a antibióticos en cepas de Staphylococcus aureus de origen nosocomial. Por tanto, es imprescindible la búsqueda de otras terapias alternativas para el tratamiento de este tipo de infecciones. En este sentido, el uso de bacteriófagos se ha convertido en una de las principales líneas de investigación en los últimos años. En este trabajo, se llevó a cabo la caracterización bioquímica de 61 cepas presuntivas de pertenecer al género Staphylococcus, cuya procedencia era fosas nasales y epidermis de humanos. Posteriormente, mediante técnicas moleculares, se identificaron las cepas de S. aureus, las cuales se sometieron a un cribado con marcadores de virulencia relacionados con la producción de enterotoxinas causantes de intoxicaciones alimentarias, así como toxinas causantes del síndrome del shock tóxico y del síndrome de la piel escaldada. También se detectó la presencia de genes implicados en la resistencia al antibiótico meticilina. Por último, se realizó un fagotipado de las cepas de S. aureus que mostraron una mayor virulencia, frente al estafilofago K. Los resultados mostraron que, en conjunto, la combinación de las pruebas coagulasa y hemolisis constituyen un método rápido para la identificación presuntiva de cepas S. aureus, mientras que la prueba de la DNasa, de forma aislada, puede ocasionar falsos negativos. A partir de la colección inicial de cepas, tan solo 18 mostraron el marcador de la terminasa estafilocócica, el cual es exclusivo de la especie de S. aureus. La caracterización molecular de estas cepas reveló la presencia de los genes que codifican para la Enterotoxina A y la toxina TSST-1 en una alta proporción. El 33,3% de las cepas de S. aureus analizadas dieron positivo para el gen de resistencia a la meticilina. Finalmente, el fagotipado realizado con las seis cepas seleccionadas como más virulentas mostró resultados prometedores con dos de ellas, pudiéndose apreciar aparentes calvas de lisis causadas por el fago. Tales resultados, aunque preliminares, permiten seguir avanzando en esta línea de investigación. Abstract Staphylococcus spp. colonize various habitats such as animals, water and food. In addition, they can be found in mucosa and skin of healthy humans without causing any pathology, but several times they behave as an opportunistic pathogen. The capacity to produce the coagulase enzyme (it converts fibrinogen to fibrin), is what makes it possible to group this genus into coagulase negative staphylococci (CoNS) and coagulase positive staphylococci (CoPS). S. aureus, the most important specie belonging to the CoPS, can cause skin infections, food poisoning, pneumonia, toxic shock syndrome and sepsis, among others. In the last decades, strains of Staphylococcus genus have become the main nosocomial pathogens, especially those strains that show resistance to antibiotics. Therefore, it is necessary to search alternative therapies to treat such infections. The use of bacteriophages to selectively kill pathogenic bacteria has become a major investigation in recent years. In this work, the biochemical characterization of 61 presumptive strains belonging to the Staphylococcus genus was carried out, which were isolated from the nostrils and epidermis. Subsequently, using molecular techniques, S. aureus strains were identified, and after characterized according to their virulence markers, such as enterotoxins that cause food poisoning and toxins that cause toxic shock syndrome and scalded skin. Those strains resistant to the antibiotic methicillin were also molecularly identified. Finally, the most virulent S. aureus strains were selected, based on the characterization carried out, to confront them against the staphylophage K. Results showed that the combined use of the coagulase and hemolysis test was found to be a rapid method of identifying S. aureus strains as presumptive way, while DNase test was not reliable since it caused false negatives. From the initial strain collection, only 18 of them were shown to have the staphylococcal terminase marker, which is exclusive to S. aureus species. The toxin markers most common in these strains were Enterotoxin A and TSST-1 toxin. 33.3% of the strains analyzed were found to be resistant to methicillin. Finally, phagotyping performed with the six strains selected as the most virulent showed promising results with two of them, showing apparent lysis plaques caused by the staphylophage K. Such results, although preliminary, allow further progress in this line of research.