Identificación y caracterización molecular de mecanismos de adaptación plasmídica a nuevas familias bacterianas

Resum

Desde su introducción en la práctica clínica, los antibióticos han constituido un pilar fundamental en el tratamiento de las enfermedades infecciosas. Las bacterias, al ser expuestas a estas sustancias, han sido capaces de evolucionar y generar mecanismos de resistencia a los mismos de manera natural, sin embargo, debido al uso incorrecto e indiscriminado de los antibióticos, los niveles de resistencia han aumentado de manera alarmante, haciendo que nos enfrentemos a una grave crisis sanitaria sin precedentes. Los plásmidos tienen un papel fundamental en la diseminación de los genes de resistencia, pues son capaces de transmitirse horizontalmente entre distintas poblaciones bacterianas, diseminando los genes que portan. Por ello, resulta esencial entender los factores involucrados en la transmisión y adaptación de los plásmidos para poder frenar el avance de la resistencia. En esta tesis doctoral, mediante evolución experimental bacteriana, hemos investigado la capacidad de adaptación de un plásmido de resistencia, pB1000, a una nueva familia bacteriana en la que nunca ha sido encontrado, y hemos caracterizado los mecanismos genéticos involucrados en dicha adaptación plasmídica. Nuestros resultados muestran que el plásmido pB1000, únicamente encontrado en una familia bacteriana, es capaz de adaptarse a nuevos hospedadores mediante la aparición de mutaciones puntuales en su origen de replicación y la adquisición de secuencias de inserción cromosómicas, que producen un aumento del número de copias plasmídicas y una disminución de su coste biológico. Además, hemos descubierto que parte del coste biológico que produce pB1000 en su nuevo hospedador es debida a la expresión de un pequeño péptido codificado en el plásmido, que genera una alteración del crecimiento bacteriano. En este trabajo, por tanto, descubrimos nuevos sistemas y mecanismos involucrados en la adaptación de los plásmidos a distintas especies bacterianas, y sus resultados aportan nueva luz sobre la fascinante capacidad evolutiva y adaptativa del mundo bacteriano.