Identificación de aislamientos clínicos y ambientales de Nocardia spp. mediante técnicas genómicas y proteómicas

Resumen

El género Nocardia comprende unas 200 especies de amplia distribución ambiental, causantes de infecciones raras y principalmente oportunistas que afectan a pulmones, tejido cutáneo y subcutáneo, y Sistema Nervioso Central. La nocardiosis pulmonar y diseminada está asociada a una elevada morbimortalidad. Los factores de riesgo predisponentes incluyen cáncer, trasplante de órganos, corticosteroides y terapia inmunosupresora, enfermedad pulmonar subyacente y diabetes, entre otros. Su identificación es compleja, habiéndose sustituido las técnicas fenotípicas por técnicas genéticas, proteómicas y genómicas. En las cepas clínicas circulantes en España entre los años 2006-2010 se han identificado mediante ARNr 16S cuatro especies mayoritarias: N. cyriacigeorgica, N. farcinica, N. abscessus, y el complejo N. nova. Según gyrB y rpoB, todas las cepas de N. cyriacigeorgica y N. farcinica seleccionadas mostraron valores de identidad superiores al punto de corte para la asignación de especie, no así las cepas pertenecientes a las especies N. abscessus y el complejo N. nova. Desde el punto de vista filogenético se observaron diferentes grados de microheterogeneidad intra e interespecies para gyrB y rpoB siendo N. farcinica la especie más homogénea genéticamente, y posiblemente perteneciente a un linaje más reciente, y el complejo N. nova el más diverso. El estudio de gyrB (individualmente o junto al estudio de rpoB) ofrece un método sencillo para identificar las especies de Nocardia de alta prevalencia en nuestro país y es útil en la determinación de la diversidad intraespecie. En las cepas de prevalencia media también se observa un gradiente de diversidad, desde N. otitidiscavuarum, la más homogénea, al complejo N. transvalensis, el más diverso. Mediante estos genes se pudo identificar una cepa responsable de un caso de endoftalmitis ocular, N. kruczakiae, y diferenciarla de las demás especies del complejo N. nova. gyrB complementa, pero no sustituye al ARNr 16S en la identificación y alcanzará su relevancia como herramienta taxonómica cuando se incremente el número de secuencias disponibles en las bases de datos. MALDI-TOF MS (desorción/ionización láser asistida por matriz con detector de tiempo de vuelo) es una técnica rápida y aceptable de identificación para la mayoría (cerca del 60%) de las cepas de Nocardia spp. de alta y media prevalencia en España, pero hasta que no se incluyan suficientes espectros en la base de datos comercial es recomendable mantener la identificación mediante la secuenciación completa del ARNr 16S, con el soporte del gyrB y/o MLSA en las especies de menor prevalencia. El esquema MLSA es útil para identificar la mayoría de las especies de Nocardia y para arbitrar entre identificaciones discordantes, pero la ausencia de esquemas universales o puntos de corte para la asignación taxonómica y de secuenciotipos limitan su empleo. Mediante las técnicas de secuenciación masiva se realizó la descripción del primer genoma de una cepa clínica de N. cerradoensis, que presentó una similitud ANI del 99,4% con el genoma de referencia N. cerradoensis W9747T, mayor tamaño, igual composición G+C y mayor número de secuencias codificantes de proteínas. Dado el origen ambiental del género Nocardia, se seleccionaron 38 cepas de suelo (Venezuela) y, según ARNr 16S, N. cyriacigeorgica fue la especie mayoritaria. Al comparar esta selección con cepas clínicas (España) gyrB mostró que las cepas del suelo de N. cyriacigeorgica eran menos diversas que las cepas de humanos, aun con un mayor número de SNPs, sugiriendo la presencia de cepas atípicas en suelo para esta especie. Los valores de identidad ANI/AAI, distancia genoma a genoma in silico, G+C, TrueBacTM, AAI-profiler y Type Strain Genome Server, chewBBACA y bcgTree en una representación de las cepas de suelo de N. cyriacigeorgica sugieren la presencia de una nueva especie/subespecie, cuyo nombre propuesto es Nocardia venezuelensis sp. nov.