Análisis comparativo del genoma de Acinetobacter baumannii de cepas resistentes y sensibles a antibióticos

Las bacterias multirresistentes son una amenaza global que cada año afecta la salud pública; Acinetobacter baumannii se ha consolidado como un modelo de estudio debido a su notable plasticidad genética y resistencia bacteriana, por ende, comprender sus mecanismos genéticos que producen este fenómeno es crucial para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas y control sanitario. La presente investigación tuvo como objetivo analizar y comparar el genoma de Acinetobacter baumannii de cepas resistentes y sensibles antibióticos mediante datos de bases de datos públicas para identificar genes asociados a la resistencia y posibles mecanismos de patogenicidad. En la actualidad la multirresistencia bacteriana es problema crítico de salud pública por el abuso y mal uso de los antibióticos aumentando así la propagación de cepas bacterianas oportunista multirresistentes. Acinetobacter baumannii es un cocobacilo gramnegativo, no fermentador, oxidasa y catalasa positivo, inmóvil y aerobio estricto que en los últimos años debido su genoma plástico y varios mecanismos de resistencia se ha convertido en uno de los patógenos de prioridad crítica de la OMS (Organización Mundial de la Salud). Debido a la complicada multirresistencia microbiana que sufre el mundo actual y en especial de Acinetobacter baumannii se planteó el problema de análisis comparativo del genoma de A. baumannii de cepas sensibles a antibióticos y de cepas multirresistentes para de esta manera lograr vislumbrar mecanismos genéticos clave que intervienen en la resistencia bacteriana. La metodología aplicada en el siguiente proyecto de investigación fue la siguiente: búsqueda y obtención de los genomas de Acinetobacter baumannii de la base de datos pública disponible en BV-BRC, la selección de cada genoma se basó en algunos criterios para filtrar únicamente genomas viables (completitud genómica, disponibilidad de información como: plataforma de secuenciación, sensibilidad fenotípica), se seleccionaron 28 genomas y se descargaron en formato FASTA renombrando cada uno según corresponda; 14 genomas sensibles y 14 genomas resistentes fueron seleccionados a cada uno de los antibióticos (ciprofloxacino, gentamicina, ceftazidime, levofloxacina, tetraciclina, trimethoprim/sulphamethoxazole, amikacina, tobramicina, imipinem, meropenem, ampicilina/sulbactam, carbapenem, ceftriaxona y ampicilina); la validación de la calidad se realizó mediante Quast y Busco; la comparación de la cepa sensible contra la resistente se lo realizó con Nucmer del paquete MUMmer, se filtró este output con Delta-Filter y se graficó el alineamiento con MUMerplot; para la determinación de cambios estructurales más detallados de uso DNAdiff y finalmente para el análisis filogenético se usó IQ-TREE con su visualización en iTol. Los resultados obtenidos de la investigación fueron desglosados por cada paso aplicado en la metodología: la calidad del ensamblaje de los 28 genomas escogidos resultó de alta calidad, la cobertura promedio de todos los genomas fue del 91,87%, la media de indels de los 28 genomas de 2532,28 y el número de SNPs de 64065; los gráficos obtenidos con MUMmerplot mostraron alto grado de plasticidad genómica asociado a la resistencia antibiótica, en las cepas resistentes se observó una pérdida de colinearidad (presencia de inversiones, traslocaciones, inserciones y deleciones); con respecto a los genes de resistencia encontrados fue un total de 725 genes en conjunto de la base de datos CARD (319 genes en las cepas sensibles y 406 en cepas resistentes), en la base de datos ResFinder se encontraron 258 genes (163 para cepas sensibles y 95 para resistentes), el mismo grupo de genes frecuentaban en ambos fenotipos de sensibilidad con CARD y en ResFinder en cepas resistentes frecuentaban blaADC-25_1, APH(6)-Id, blaOXA-23_1, mph(E)_1, msr(E)_1 y en cepas sensibles frecuentaban blaADC-25_1 y sul1_5; finalmente lo que respecta al análisis filogenético, al árbol indicó una baja variación genética (baja distancia evolutiva entre genomas) con una distribución en diferentes ramas de las cepas sensibles y resistentes sin agruparse por sensibilidad indicando una resistencia no monofilética y sin correlación directa entre la resistencia bacteriana y la filogenia, más bien la resistencia es causada por genes de resistencia adquiridos de forma independiente por ejemplo transferencia horizontal de genes.

• Egile nagusia: Lunavictoria Beltrán, Julio Fabricio (author)
• Formatua: masterThesis
• Argitaratua: 2025
• Gaiak: Acinetobacter baumannii - Genética; Farmacorresistencia bacteriana múltiple; Genómica comparada; Transferencia de gen horizontal; Beta-lactamasas - Genética; Secuenciación de nucleótidos de alto rendimiento; Biología computacional
• Sarrera elektronikoa: https://repositorio.puce.edu.ec/handle/123456789/47888