El Grupo de Investigación OneHealth–UR ha evidenciado –a través de tres nuevas tesis doctorales- el intercambio continuo de bacterias resistentes a los antibióticos entre el entorno humano y animal, además de proponer el potencial uso de péptidos antimicrobianos producidos por bacterias (bacteriocinas) para solventar múltiples problemas agroalimentarios y de salud pública que causan.
El investigador nigeriano Idris Nasir Abdullahi, así como las españolas Sara García Vela y Rosa Fernández Fernández han defendido su tesis doctoral en la Universidad de La Rioja, desarrolladas en el marco del Grupo de Investigación ‘Resistencia a los Antibióticos desde el enfoque One Health’, que lleva más de treinta años trabajando en este ámbito desde el enfoque holístico “un mundo una salud”.
Desarrolladas en el Departamento de Agricultura y Alimentación -en el marco del programa de Doctorado 381D en Ciencias Biomédicas y Biotecnológicas (Real Decreto 99/2011)-, las tesis tienen un marcado carácter internacional.
Carmen Torres y Carmen Lozano han dirigido la tesis de Idris Nasir Abdullahi –quien ha contado con una ayuda Marie S. Curie–Iberus Talent de la Comisión Europea- y Rosa Fernández Fernández; mientras que la de Sara García Vela, desarrollada en régimen de cotutela, ha sido dirigida por Carmen Torres e Ismail Fliss, de la Université Laval (Qúebec, Canadá).
Las tres tesis doctorales abren importantes perspectivas futuras para seguir en el ámbito de la investigación tanto en la transferencia bacteriana animal-hombre como en alternativas a los antibióticos y, como resultado, han generado numerosas publicaciones en revistas de alto impacto que incluyen importantes hallazgos tanto en el ámbito de la selección y transferencia de bacterias resistentes como en la búsqueda de alternativas a los antibióticos con aplicación en múltiples campos.
IDRIS NASIR ABDULLAHI: MICROBIOTA BASAL DE HOSPEDADORES
El nigeriano Idris Nasir Abdullahi ha llevado a cabo su tesis doctoral titulada ‘Resistome, virulome and mobilome of nasal staphylococci from healthy humans and animals: A One Health approach with public health implications’, gracias a un contrato predoctoral del programa Iberus Talent-Marie Sklodowska–Curie.
En su investigación doctoral, Idris Nasir ha profundizado en el conocimiento de la microbiota nasal de diferentes hospedadores, que incluye animales de vida libre (cigüeñas), animales de producción (cerdos) y de compañía (perros), así como personas con diferente grado de contacto con estos animales, con el objetivo de estudiar la diversidad bacteriana y el impacto del uso de antibióticos en los diferentes nichos.
La tesis ha demostrado la influencia de diferentes nichos ecológicos en los niveles de resistencia a antibióticos y la presencia y/o transmisión de varias especies y linajes epidémicos de Staphylococcus entre personas y animales sanos, y su relación con cepas de Staphylococcus que están circulando a nivel internacional.
La tesis incluye un estudio genómico comparativo de múltiples cepas de Staphylococcus de los diversos orígenes –para conocer en mayor profundidad estos microrganismos que se encuentran en la interfaz animal-hombre- con el que ha podido demostrar la transferencia de bacterias multiresitentes animal–hombre y la influencia del uso de antibióticos en la selección de bacterias con mecanismos de resistencia de elevado impacto en salud pública.
En el transcurso de su investigación doctoral Idris Nasir Abdullahi ha desarrollado estancias en el grupo del Dr. Marc Stegger, del Statens Serum Institute de Dinamarca y asimismo se han realizado colaboraciones con grupos de la Universidad de Zaragoza (C. Simón) y del IREC (U. Hoffle).
Dirigida por las profesoras Carmen Torres y Carmen Lozano, la calificación es de sobresaliente ‘cum laude’ con mención internacional al título.
ROSA FERNÁNDEZ FERNÁNDEZ: CEPAS CON ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA MUY PROMETEDORA
Rosa Fernández Fernández ha llevado a cabo su tesis titulada ‘Detección y caracterización de péptidos con actividad antimicrobiana en aislados de Staphylococcus. Aplicación al ámbito agroalimentario y en salud pública’, gracias a un contrato FPU del Ministerio de Universidades.
En su tesis estudia la producción de péptidos antimicrobianos (bacteriocinas) producidos por bacterias del género Staphylococcus como potencial alternativa a los antibióticos en el sector biomédico y agroalimentario.
En ella analiza unas 1.300 cepas de Staphylococcus de origen humano, animal y medioambiental, con el fin de detectar las cepas productoras de estos péptidos antimicrobianos de interés.
Además, lleva a cabo la caracterización bioquímica y genética de los péptidos de interés (por secuenciación completa de los genomas bacterianos) y realiza múltiples ensayos para valorar sus potenciales aplicaciones.
Por otro lado, analiza el resistoma y el viruloma de las cepas productoras, aspectos importantes a tener en cuenta en posibles aplicaciones, así como también las interacciones mutuas entre las cepas productoras, de interés en el diseño de posibles consorcios bacterianos.
En este sentido se han aislado y detectado cepas con actividades antimicrobianas y bacteriocinas muy prometedoras (algunas de ellas nuevas) y con interesantes usos potenciales en múltiples campos, incluidos el sector ganadero, agroalimentario o biomédico, incluyendo su posible aplicación en modulación de microbiota nasal.
En el transcurso de su investigación doctoral Rosa Fernández Fernández ha desarrollado una estancia en el grupo del Dr. B. Krismer y el Dr. A. Peschel, de la Universidad de Tubinga (Alemania), expertos en el ámbito de los péptidos antimicrobianos y sus aplicaciones.
Dirigida por las profesoras Carmen Torres y Carmen Lozano, la calificación es de sobresaliente ‘cum laude’ con mención internacional al título.
SARA GARCÍA VELA: NUEVOS PÉPTIDOS ANTIMICROBIANOS
Sara García Vela ha llevado a cabo su tesis doctoral titulada ‘Enterococcus and their enterocins as an alternative to antibiotics in poultry affected by necrotic enteritis’ en cotutela entre la Universidad de La Rioja (UR) y la Universidad de Laval (Quebec, Canadá).
Esta tesis se ha realizado en el marco del proyecto Avibiocin, cuyo objetivo principal es encontrar alternativas al uso de antibióticos en el sector avícola, aplicables en países en vías de desarrollo.
En concreto, se centran en el uso de bacteriocinas, que son péptidos con actividad antimicrobiana producidos por bacterias. El proyecto Avibiocin está financiado por el Centro de Desarrollo Internacional Canadiense (IDRC) y participan grupos de investigación de Canadá, Túnez, Francia y España (UR).
Esta tesis se ha centrado en el estudio de péptidos antimicrobianos producidos por Enterococcus de origen aviar con actividad frente a un patógeno muy relevante en el sector avícola, Clostridium perfringens, causante de la enteritis necrótica en pollos y otras aves y que provoca graves pérdidas en el sector.
Se ha llevado a cabo en primer lugar la caracterización de cepas de C. perfringens obtenidas de casos de enteritis necrótica de pollos mediante secuenciación completa de sus genomas. Asimismo, se ha realizado la búsqueda de cepas de Enterococcus productoras de bacteriocinas (enterocinas) con actividad frente a C. perfringens, y se ha realizado la caracterización genómica de las cepas productoras.
Finalmente, se obtuvieron cinco enterocinas mediante síntesis química, siendo la primera vez que estos péptidos se producían mediante esta metodología, y se evaluó su actividad antimicrobiana contra C. perfringens y otros patógenos aviares, tanto por separado, como en combinaciones sinérgicas. Los resultados mostraron que las enterocinas se pueden producir de forma satisfactoria mediante síntesis química y son activas contra C. perfringens y otros patógenos de interés, sobre todo cuando se combinan de acuerdo con sus diferentes mecanismos de acción.
Esta tesis ha puesto en evidencia el potencial uso de enterococos productores de bacteriocinas y de péptidos antimicrobianos obtenidos por síntesis para hacer frente a importantes problemas de producción avícola y, en especial, para prevenir infecciones producidas por C. perfringens.
Dirigida por los Profesores Carmen Torres (UR) e Ismail Fliss (Universidad de Laval), la calificación de la tesis es de sobresaliente ‘cum laude’.
ONE HEALTH: UN MUNDO, UNA SALUD
El Grupo de Investigación ‘Resistencia a los Antibióticos desde el enfoque One Health' (One-Health-UR)’, coordinado por Carmen Torres Manrique, catedrática de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de La Rioja, lleva más de tres décadas investigando sobre la resistencia bacteriana a los antibióticos.
El enfoque holístico “un mundo, una salud” tiene en cuenta la relación entre los diferentes ecosistemas, animal y humano, así como su conexión con el medio ambiente.
Como resultado del trabajo del grupo durante estos años se han caracterizado nuevos mecanismos de resistencia a los antibióticos y se han estudiado las vías de diseminación a nivel global de bacterias multirresistentes, así como los factores implicados en dicha dispersión.
A su vez, en los últimos años se está abriendo nuevas líneas de investigación centradas en la búsqueda de nuevas alternativas a los antibióticos y en sus potenciales aplicaciones en sanidad humana y animal, así como también en ganadería y en la producción y conservación de alimentos.
En 2022, la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS) del Ministerio de Sanidad reconoció el trabajo del Grupo OneHealth-UR con el Premio del Plan Nacional frente a la Resistencia a los Antibióticos por el proyecto ‘Vigilancia de la Resistencia a Antibióticos en Bacterias Indicadoras del Medioambiente (animales de vida libre, aire y agua) y su impacto en salud pública (RABIMA-UR)’ en la categoría de mejor iniciativa en el ámbito del medioambiente.
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