Bacteriófagos en el cuerpo humano

Abstract

Los bacteriófagos son componentes abundantes y omnipresentes en muchos ambientes naturales, y el cuerpo humano no es la excepción. Del mismo modo que pasa en la naturaleza, los fagos en el cuerpo humano pueden desempeñar un papel importante en el control y la evolución de las poblaciones bacterianas, promoviendo la selección de ciertos tipos de bacterias e influyendo notablemente en la evolución de los genomas bacterianos mediante transferencia genética horizontal. Además, teniendo en cuenta su gran abundancia, podría preveerse que las partículas fágicas incluso lleguen a afectar a las bacterias presentes en muestras clínicas humanas, interfiriendo de esta manera con el diagnóstico microbiológico de diversas patologías infecciosas. El objetivo principal de la presente tesis doctoral fue evaluar la presencia de los bacteriófagos en biomas humanos. Específicamente, se evaluó la interferencia que pueden tener en pruebas de diagnóstico clínico, y su papel como reservorios y vehículos en la diseminación de genes de resistencia a antibióticos (ARGs) en la microbiota del tracto digestivo y respiratorio. Este trabajo se presenta en cuatro capítulos: (1) Los bacteriófagos presentes en muestras clínicas pueden interferir con las herramientas de diagnóstico microbiológico; (2) Genes de resistencia a antibióticos en partículas fágicas aisladas de heces humanas e inducidas de aislamientos bacterianos clínicos; (3) El fagoma fecal de individuos sanos y las variaciones causadas por el tratamiento con ciprofloxacina; (4) Genes de resistencia a antibióticos en partículas fágicas aisladas de esputos de pacientes con fibrosis quística. Los resultados derivados de esta tesis sugieren que la presencia de fagos en muestras humanas puede influir y sesgar los resultados de pruebas diagnósticas microbiológicas y moleculares. Además, se destaca el papel de las partículas fágicas como vehículos para la movilización y diseminación de resistencias a antibióticos, tanto en el microbioma intestinal de individuos sanos, como en el microbioma respiratorio individuos sanos y de pacientes con fibrosis quística. Las partículas fágicas pueden, por tanto, contribuir a la generación de bacterias multirresistentes, consideradas como un problema de salud mundial de primera magnitud.

Bacteriophages are abundant and ubiquitous components in many natural environments and the human body is not an exception. As in natural environments, phages in the human body can play an important role in the potential control and evolution of the bacterial populations, by promoting the selection of certain types of bacteria and by significantly influencing the evolution of bacterial genomes through horizontal gene transfer. Furthermore, considering their great abundance, it could be envisaged that phage particles can even affect the bacteria present in human clinical samples, interfering with the microbiological diagnosis of several infectious diseases. The main objective of this PhD thesis was to evaluate the presence of bacteriophages in human biomes. Specifically, it was evaluated the interference of phages in clinical diagnostic tests, and their role as reservoirs and vehicles in the dissemination of antibiotic resistance genes (ARGs). This thesis is presented in four chapters: (1) Bacteriophages present in clinical samples can interfere with microbiological diagnostic tools; (2) Antibiotic resistance genes in phage particles isolated from human feces and induced from clinical bacterial isolates; (3) Fecal phageome of healthy individuals and variations caused by ciprofloxacin treatment; (4) Antibiotic resistance genes in phage particles isolated from sputum of cystic fibrosis patients. The results derived from this research suggest that the presence of phages in human samples can influence and bias the results of microbiological and molecular diagnostic tests. In addition, the role of phage particles as vehicles for the mobilization and dissemination of antibiotic resistance is highlighted, both in the intestinal microbiome of healthy individuals, and in the respiratory microbiome of healthy individuals and of cystic fibrosis patients. Therefore, phage particles can contribute to the generation of multiresistant bacteria, which are considered as a global health problem of the first magnitude.