Mayor acumulación de mutaciones en Neisseria gonorrhoeae con susceptibilidad que en Neisseria gonorrhoeae con susceptibilidad disminuida a ceftriaxona
Neisseria gonorrhoeae (NG) es el patógeno responsable de la gonorrea, una infección de transmisión sexual. La aparición de cepas de NG con susceptibilidad disminuida a ceftriaxona (CRO), un antibiótico crítico en el tratamiento de la gonorrea, representa una preocupación global para la salud pública. La ceftriaxona, frecuentemente combinada con azitromicina, ha sido la última opción para la monoterapia antimicrobiana de primera línea. Sin embargo, la diseminación de cepas de NG con susceptibilidad reducida a CRO ha provocado fracasos terapéuticos, impulsando cambios en las estrategias de tratamiento. Este estudio investiga los mecanismos genéticos subyacentes a la resistencia y susceptibilidad de NG a CRO mediante la comparación de la acumulación de mutaciones en aislados de NG susceptibles a CRO (CRO-S) y con susceptibilidad disminuida a CRO (CRO-DS).
Antecedentes y relevancia
La ceftriaxona, una cefalosporina de tercera generación, ha sido fundamental en el tratamiento de la gonorrea debido a su eficacia. No obstante, la emergencia de cepas de NG con susceptibilidad disminuida a CRO ha encendido las alertas. Se han reportado más de diez fracasos clínicos con CRO, con concentraciones mínimas inhibitorias (CMI) entre 0,5 y 2,0 mg/L. Como resultado, CRO ya no se recomienda como monoterapia para la gonorrea, reemplazándose por una terapia dual que combina CRO con azitromicina. A pesar de esto, en 2014 se documentó en Londres el primer fracaso terapéutico con terapia dual (500 mg de CRO más 1 g de azitromicina). La resistencia en NG se atribuye a mutaciones espontáneas y transferencia genética horizontal. Comprender su base genética es crucial para desarrollar estrategias terapéuticas efectivas.
Diseño y metodología
Este estudio empleó secuenciación del genoma completo (WGS) para comparar los perfiles de mutaciones en aislados CRO-S y CRO-DS. Los aislados de NG se recolectaron de pacientes en clínicas de infecciones de transmisión sexual en Guangzhou, China (2009-2013). La susceptibilidad antimicrobiana se determinó mediante el método de dilución en agar. Se seleccionaron 22 aislados CRO-DS (CMI ≥ 0,25 mg/L) y 22 CRO-S (CMI < 0,125 mg/L), emparejados por sus CMI para ciprofloxacina, espectinomicina y azitromicina.
La WGS se realizó en la plataforma Illumina HiSeq 4000. Las lecturas de alta calidad se alinearon al genoma de referencia (NG NCCP11945, NC_011035) usando Burrows-Wheeler Aligner (versión 0.5.9-r16). Las variantes de nucleótido único (SNV) se identificaron con Sequence Alignment Map tools (versión 0.1.19-44428cd). Se analizaron mutaciones específicas asociadas a CRO-DS, como la deleción 23-35 A en el promotor de mtrR, y mutaciones en penA (Ala501, Gly542, Pro551) y porB1b (Gly120, Ala121). Un árbol filogenético de SNV se construyó con MEGAN7.
Resultados
El análisis reveló que no hubo diferencias significativas en la calidad de las lecturas WGS entre CRO-S y CRO-DS. Sin embargo, el número de mutaciones puntuales fue significativamente mayor en CRO-S que en CRO-DS: 6206,46 ± 776,50 vs. 5420,73 ± 770,68 (P < 0,01). Las mutaciones homocigóticas (5694,32 ± 766,86 vs. 4968,59 ± 738,41; P < 0,01) y heterocigóticas (512,14 ± 61,27 vs. 452,14 ± 69,85; P < 0,01) también fueron más abundantes en CRO-S.
Se observó una correlación negativa entre las CMI de CRO y el número total de mutaciones puntuales (r = -0,4737; P = 0,0012), homocigóticas (r = -0,4631; P = 0,0015) y heterocigóticas (r = -0,3348; P = 0,0263). Los tipos de mutaciones (A > G, G > A, C > T, T > C) fueron más frecuentes en CRO-S. Los diagramas circos confirmaron esta diferencia.
Las mutaciones específicas asociadas a CRO-DS (p. ej., en mtrR y penA) fueron ligeramente más frecuentes en CRO-DS, aunque sin significancia estadística. El árbol filogenético destacó estas mutaciones en CRO-DS.
Discusión
Los hallazgos sugieren que los aislados CRO-S acumulan más mutaciones puntuales que los CRO-DS. Esto podría explicarse por una mayor presión selectiva en CRO-S para desarrollar resistencia, mientras que CRO-DS ya poseen cierto grado de resistencia, requiriendo menos mutaciones adicionales. Estudios previos respaldan la relación entre bacterias hipermutables y resistencia.
Es crucial monitorear tanto CRO-S como CRO-DS. Aunque CRO-DS representan una amenaza inmediata, CRO-S podrían desarrollar resistencia rápidamente debido a su alta tasa mutacional. La presencia de mutaciones específicas en CRO-DS subraya la necesidad de vigilancia molecular.
Conclusión
Este estudio aporta insights sobre los mecanismos genéticos de susceptibilidad y resistencia a ceftriaxona en NG. La mayor acumulación de mutaciones en CRO-S sugiere una presión selectiva intensa para desarrollar resistencia. Los resultados resaltan la importancia de la vigilancia molecular de ambos tipos de aislados para contener la diseminación de cepas resistentes y optimizar estrategias terapéuticas. Comprender la base genética de la resistencia es esencial para preservar la eficacia de los antibióticos en el manejo de la gonorrea.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000884