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Bacteriófagos y movilización de genes de resistencia a antibióticos desde una perspectiva One-Health

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Universitat de Barcelona. Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística

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[spa] En las últimas décadas la resistencia a antibióticos se ha convertido en uno de los principales problemas de salud pública a nivel global, y desde la iniciativa One-Health se han propuesto afrontar este problema, fundamentado en que la interconexión existente entre los biomas humanos, animales y ambientales favorece una mayor diseminación de las resistencias a antibióticos. Conocer las vías de movilización y transmisión de resistencias entre las diversas comunidades bacterianas es esencial para mitigar su dispersión. En los últimos años se ha incrementado el interés por el papel de los bacteriófagos o fagos como potenciales vectores de transferencia horizontal de genes entre bacterias (transducción), y en particular de genes de resistencia a antibióticos (GRAs). Su abundancia, persistencia en el ambiente y ubicuidad los hace perfectos vectores para la transducción de GRAs, y se empieza a considerar la transducción un evento de mayor relevancia en la movilización genética horizontal entre bacterias de lo que inicialmente se pensaba.
A lo largo de los cinco capítulos en los que se ha estructurado esta tesis se profundiza en el papel de los fagos en la transmisión de resistencias, a través del estudio de la abundancia, diversidad y origen de partículas fágicas portadoras de GRAs en biomas humanos, animales y ambientales, siendo los alimentos los grandes protagonistas, debido a que la cadena alimentaria constituye un nexo entre dichos biomas. De los resultados obtenidos se puede concluir que a través de la dieta, las partículas fágicas pueden entrar en organismos humanos y animales e incrementar el número y diversidad de partículas fágicas portadoras de GRAs en el tracto intestinal, desde donde se podrían diseminar a otros órganos y transducir su material genético al entrar en contacto con algún huésped bacteriano sensible. Las partículas fágicas que contienen GRAs pasan, a su vez, al ambiente a través de los desechos humanos y animales, pudiendo contaminar de nuevo los alimentos. Se constituye, así, una via circular de entrada y salida de partículas fágicas y GRAs siguiendo una ruta oral-fecal-ambiente-oral.
Ante los resultados obtenidos, y la ausencia de normativas en materia de seguridad alimentaria y ambiental que controlen los GRAs o los elementos genéticos que los movilizan, sería necesaria la identificación y monitoreo de las partículas fágicas portadoras de GRAs para evaluar si pueden constituir un riesgo para la salud humana y su contribución a la emergencia global de las resistencias a antibióticos.

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[eng] In recent decades, antibiotic resistance has become one of the biggest threats to global health. The One-Health approach has decided to tackle this problem, since the interconnection between human, animal and environmental biomes may favour the spreading of antibiotic resistances. Understanding the pathways of mobilization and transmission of resistances between different bacterial communities is crucial to mitigate its spread. In the recent years, there has been an increasing interest in the role of bacteriophages (or phages) as potential vectors for horizontal gene transfer of genes between bacteria through transduction, particularly in the mobilization of antibiotic resistance genes (ARGs). The ubiquity of phages makes the transduction of ARGs a more relevant event in genetic mobilization between bacteria than initially thought.
The role of phages in the transmission of resistance is studied throughout the five chapters in which this PhD thesis has been structured, especially the study of the diversity of phage particles carrying ARGs in human, animal, and environmental biomes, focusing on food, because the food chain constitutes a nexus between these biomes.
The results obtained allow to conclude through the diet, phage particles can enter human and animal organisms and increase the number and diversity of phage particles carrying ARGs in the intestinal tract, from where they may spread to other human and animal organs and transduce their genetic material upon contact with a sensitive bacterial host. Phage particles containing ARGs could end into the environment through human and animal waste, contaminating these biomes, following the oral-faecal-environment-oral route.
Given the results obtained and the absence of regulations on food and environmental safety that control the ARGs or the genetic elements that mobilize them, it would be necessary to identify and monitor the page particles carrying ARGs to assess whether they may constitute a risk to human health and their contribution to the global emergence of antibiotic resistance.

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Tesis Doctorals - Departament - Genètica, Microbiologia i Estadística

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Bacteriófagos y movilización de genes de resistencia a antibióticos desde una perspectiva One-Health