Efecto de la terapia antimicrobiana frente a biofilms duales de Mycobacterium abscessus y Pseudomonas aeruginosa

Resumen

La infección pulmonar crónica es la principal causa de morbilidad y mortalidad en pacientes con fibrosis quística (FQ). Mycobacterium abscessus es un microorganismo que causa infección pulmonar en FQ cuya incidencia está aumentando globalmente. Algunos estudios sugieren que la terapia con antimicrobianos,a los que estos pacientes se someten desde una temprana edad, podría favorecer la colonización pulmonar por M. abscessus. El tratamiento de la enfermedad pulmonar por M. abscessus se basa en la combinación de diferentes antimicrobianos, cuya elección está guiada por el antibiograma del aislado. Sin embargo, la tasa de fallo terapéutico es alta, sugiriendo una mala correlación in vitro-in vivo. En este trabajo tratamos de determinar si la incorporación de factores del microambiente del huésped, como células epiteliales de pulmón, y microorganismos con los que M. abscessus comparte nicho, como P. aeruginosa, pueden modificar la sensibilidad de M. abscessus. También queremos evaluar si el tratamiento dirigido a P. aeruginosa, microorganismo más prevalente en FQ, podría aumentar la supervivencia de M. abscessus. Para ello, utilizamos membranas de policarbonato en las que se formaron biofilms con una concentración fija de P. aeruginosa y tres inóculos diferentes de M. abscessus, y se incubaron durante 24, 48 o 72 horas. De acuerdo con los resultados, las condiciones para producir un biofilm dual estable fueron 72h con una proporción inicial 1:1. Además, comprobamos que P. aeruginosa inhibe el desarrollo de la población de M. abscessus en el biofilm dual. Apoyándonos en técnicas de imagen, determinamos que la relación que se establece entre ambas bacterias es una explotación. Con estos datos, se formaron biofilms de P. aeruginosa y/o M. abscessus en membranas de policarbonato durante 24 o 72 horas, y se transfirieron a agar suplementado con ceftazidima, amikacina, colistina, claritromicina y amikacina + ceftazidima. Comprobamos que M. abscessus mostraba una mayor tolerancia a amikacina cuando forma un biofilm dual con P. aeruginosa. Además, observamos que la terapia antimicrobiana dirigida a P. aeruginosa disminuye la interacción competitiva que se establece entre especies, aumentando la supervivencia de M. abscessus en el biofilm dual. También evaluamos la influencia de las interacciones con células epiteliales de pulmón en la actividad de los antimicrobianos. Para ello, se cultivaron biofilms de M. abscessus y/o P. aeruginosa en una superficie plástica o en un modelo tridimensional de células epiteliales de pulmón durante 6 horas, y se evaluó la capacidad de diferentes antibióticos (ceftazidima, amikacina, claritromicina, colistina) de inhibir la formación del biofilm. Observamos que algunos antibióticos mostraron una mayor eficacia en el modelo celular inhibiendo los biofilms de P. aeruginosa (ceftazidima en biofilms monomicrobianos, colistina en biofilms duales), sin embargo, claritromicina perdió su efectividad. Colistina, amikacina y claritromicina indujeron la formación de biofilm de M. abscessus en plástico, pero no en el modelo celular. P. aeruginosa modificó la respuesta de M. abscessus a antimicrobianos (ceftazidima en plástico, colistina en el modelo celular), pero no al revés. En el modelo fisiológicamente más relevante, observamos que el tratamiento con antibióticos confiere a M. abscessus una ventaja adaptativa. En conjunto, nuestros resultados muestran que los antimicrobianos dirigidos a P. aeruginosa en FQ aumentan la supervivencia de M. abscessus en biofilms duales. Además, la interacción que M. abscessus establece con P. aeruginosa aumenta su resistencia a antimicrobianos, fundamentalmente a amikacina. Asimismo, comprobamos que la respuesta a antimicrobianos de M. abscessus y P. aeruginosa se modifica por las interacciones que establecen con las células hospedadoras, lo que subraya la importancia de evaluar la influencia del microambiente del huésped en la eficacia de los antimicrobianos.