Descubren que la E. coli se propaga tan rápido como la gripe porcina

Investigadores del Wellcome Sanger Institute, junto con la Universidad de Oslo, la Universidad de Helsinki y Aalto University en Finlandia, revelaron que la bacteria Escherichia coli (E. coli), que normalmente habita en el intestino humano, puede propagarse a través de las poblaciones a una velocidad comparable a la de la gripe porcina.

Por primera vez, los científicos estimaron cómo una persona puede transmitir esta bacteria a otras, un cálculo que anteriormente solo se había realizado para virus. El estudio, publicado el 4 de noviembre en Nature Communications, analizó tres cepas clave de E. coli que circulan en el Reino Unido y Noruega. Dos de estas cepas son resistentes a varios antibióticos comunes y son responsables de infecciones del tracto urinario y en la sangre en ambos países.

Monitoreo de cepas peligrosas

Los investigadores sugirieron que un mejor monitoreo de estas cepas podría guiar las respuestas de salud pública y ayudar a prevenir brotes de infecciones difíciles de tratar. A largo plazo, comprender los factores genéticos que facilitan la propagación de E. coli podría llevar a terapias más específicas y reducir la dependencia de antibióticos de amplio espectro.

La E. coli es una de las principales causas de infecciones en todo el mundo. Aunque la mayoría de las cepas son inofensivas y habitan normalmente en el intestino, la bacteria puede ingresar al cuerpo a través de contacto directo, como un beso, o de manera indirecta, como superficies compartidas, alimentos o espacios de vida. Cuando E. coli se desplaza a áreas como el tracto urinario, puede causar enfermedades graves, incluida la sepsis, especialmente en personas con sistemas inmunológicos debilitados.

La resistencia a los antibióticos ha hecho que estas infecciones sean aún más preocupantes. En el Reino Unido, más del 40 por ciento de las infecciones en la sangre por E. coli son ahora resistentes a un antibiótico clave, reflejando una tendencia global de aumento de los niveles de resistencia.

Métricas de transmisión aplicadas a bacterias

Los científicos suelen describir cuán infeccioso es un patógeno utilizando el número básico de reproducción, conocido como R0. Este número estima cuántos nuevos casos podría causar una sola persona infectada. Hasta ahora, los investigadores no habían podido asignar un valor de R0 a las bacterias que normalmente colonizan el intestino, ya que a menudo viven en el cuerpo sin causar enfermedad.

Para superar esto, el equipo combinó datos del UK Baby Biome Study con información genómica de programas de vigilancia de infecciones en la sangre por E. coli en el Reino Unido y Noruega, previamente compilados por el Wellcome Sanger Institute.

Utilizando una plataforma de software llamada ELFI, los investigadores construyeron un nuevo modelo capaz de estimar el R0 para las tres cepas principales de E. coli estudiadas. Los resultados mostraron que una cepa particular, conocida como ST131-A, puede propagarse entre personas tan rápidamente como algunos virus que han causado brotes globales, incluida la gripe porcina (H1N1). Esto es notable, ya que E. coli no se propaga a través de gotas en el aire como lo hacen los virus de la gripe.

Las otras dos cepas estudiadas, ST131-C1 y ST131-C2, son resistentes a múltiples clases de antibióticos pero se propagan mucho más lentamente entre individuos sanos. Sin embargo, en hospitales y otros entornos de atención médica, donde los pacientes son más vulnerables y el contacto es frecuente, estas cepas resistentes podrían moverse a través de las poblaciones mucho más rápido.

Comprendiendo el R0 para las bacterias

Asignar un valor de R0 a las bacterias abre la puerta a una comprensión más clara de cómo se propagan las infecciones bacterianas. También ayuda a identificar qué cepas representan la mayor amenaza y podría informar estrategias de salud pública para proteger mejor a las personas con sistemas inmunológicos comprometidos.

Fanni Ojala, M.Sc., coautora principal en Aalto University, explicó: "Al tener una gran cantidad de datos sistemáticamente recolectados, fue posible construir un modelo de simulación para predecir el R0 para E. coli. Hasta donde sabemos, esto no solo fue un primer paso para E. coli, sino un primer paso para cualquier bacteria que viva en nuestro microbioma intestinal. Ahora que tenemos este modelo, podría ser posible aplicarlo a otras cepas bacterianas en el futuro, permitiéndonos entender, rastrear y, con suerte, prevenir la propagación de infecciones resistentes a los antibióticos."

Dr. Trevor Lawley, líder de grupo en el Wellcome Sanger Institute y co-líder del UK Baby Biome Study, quien no participó en esta investigación, comentó: "E. coli es una de las primeras bacterias que se pueden encontrar en el intestino de un bebé, y para entender cómo nuestras bacterias moldean nuestra salud, necesitamos saber de dónde partimos, por eso el estudio UK Baby Biome es tan importante. Es genial ver que nuestros datos del estudio están siendo utilizados por otros para descubrir nuevos conocimientos y métodos que, con suerte, beneficiarán a todos."

Una nueva perspectiva sobre la genética bacteriana

El profesor Jukka Corander, autor senior en el Wellcome Sanger Institute y la Universidad de Oslo, agregó: "Tener el R0 para E. coli nos permite ver la propagación de las bacterias a través de la población con mucho más detalle y compararlo con otras infecciones. Ahora que podemos ver cuán rápidamente se propagan algunas de estas cepas bacterianas, es necesario entender sus impulsores genéticos. Comprender la genética de cepas específicas podría llevar a nuevas formas de diagnosticar y tratar estas infecciones en entornos de atención médica, lo cual es especialmente importante para las bacterias que ya son resistentes a múltiples tipos de antibióticos."

El éxito de este estudio dependió de datos genómicos extensos del Reino Unido y Noruega, todos secuenciados en el Wellcome Sanger Institute. Estos datos a gran escala hicieron posible identificar patrones de transmisión en detalle. Los conjuntos de datos se originaron en estudios anteriores publicados en The Lancet Microbe, que sentaron las bases para el avance de modelado logrado en esta nueva investigación.