Epidemiology and pathogenic characterization of species of the genus Aeromonas

Abstract

El gènere Aeromonas inclou més de 32 espècies, algunes de les quals estan distribuïdes en el medi ambient i es consideren autòctones dels sistemes aquàtics. L'objectiu principal d'aquesta tesi va ser contribuir al millor coneixement de l'epidemiologia i la patogenicitat d'aquest gènere. En aquest treball s'ha investigat la presència d'Aeromonas en diferents mostres d'aigua demostrant que el mètode de floculació de llet desnatada utilitzat per a la detecció de virus sembla ser un bon mètode per a la detecció d'aquestes. A més, l'anàlisi d' A salmonicida, una espècie associada clàssicament amb malalties en peixos utilitzant un model de ratolí, va confirmar que aquesta espècie pot infectar mamífers amb diferents nivells de patogenicitat. Tenint en compte l'augment de les infeccions per Aeromonas en els últims anys, diferents col·laboracions amb hospitals universitaris s'han dut a terme. També es va demostrar que l'ús de MALDI-TOF per a la identificació d'Aeromonas aïllades de peixos era poc precisa a causa de les mancances a la base de dades. L'ús de genomes, la seva comparació i el desenvolupament de noves eines bioinformàtiques, va demostrar ser útil per entendre la potencial funció de les espècies en l'ambient. En aquesta tesi doctoral es va realitzat la caracterització de la metalochaperona HypA prèviament descrita en altres patògens, demostrant el paper en la tolerància a l'àcid de l'estómac i en la defensa d'Aeromonas contra macròfags. A més, s'ha demostrat el role de la toxina ExoA i el sistema de secreció tipus VI (SST6) en les infeccions mixtes que progressen en una fascitis necrotitzant, mitjançant l'estudi de soques aïllades d'un pacient d'Estats Units. Finalment,, un estudi de la defensa de monòcits humans contra Aeromonas es va dur a terme. Els resultats van demostrar una resposta immune espècie-específica, a més les espècies més prevalents en clínica presentaren una resposta més forta.

El género Aeromonas incluye más de 32 especies, algunas de las cuales están distribuidas en el medio ambiente y se consideran autóctonas de los sistemas acuáticos. El objetivo principal de esta tesis fue contribuir al mejor conocimiento de la epidemiología y la patogenicidad de este género. En este trabajo se ha investigado la presencia de Aeromonas en diferentes fuentes de agua demostrando que el método de floculación de leche desnatada utilizado para detección de virus parece ser un buen método para la detección de estas. Además, el análisis de A. salmonicida, una especie asociada clásicamente con enfermedades en peces utilizando un modelo de ratón, confirmó que esta especie puede infectar mamíferos con diferentes niveles de patogenicidad. Teniendo en cuenta el aumento de las infecciones por Aeromonas en los últimos años, se han llevado a cabo colaboraciones con hospitales. También se demostró que el uso de MALDI-TOF para la identificación de Aeromonas aisladas de peces era poco precisa debido a las carencias en la base de datos. El uso de genomas, su comparación y el desarrollo de nuevas herramientas bioinformáticas, demostró ser útil para entender la función de las especies. En esta tesis doctoral se llevó a cabo la caracterización de la metalochaperona HypA previamente descrita en otros patógenos, demostrando el rol en la tolerancia al ácido del estómago y en la defensa de Aeromonas contra macrófagos. Además, se ha demostrado el rol de la toxina ExoA y el sistema de secreción tipo VI (SST6) en las infecciones mixtas que progresan en una fascitis necrotizante, mediante el estudio de cepas aisladas de un paciente de Estados Unidos. Finalmente, un estudio de la defensa de monocitos humanos contra Aeromonas se llevó a cabo. Los resultados demostraron una respuesta immune especie-específica, siendo más fuerte en las especies más prevalentes en clínica.

The genus Aeromonas includes more than 32 species, some of which are distributed in the environment and are considered to be indigenous to aquatic systems. The main objective of this thesis was to contribute to a better knowledge of the epidemiology and pathogenicity of this genus. In this work we have investigated the presence of Aeromonas in different water sources demonstrating the method of skimmed milk flocculation used for virus detection, it seems to be a good method for the detection of these bacteria. In addition, the analysis of A. salmonicida, a species classically associated with fish diseases using an in vivo model, confirmed that this species can infect mammals with different levels of pathogenicity. Considering the increase of infections by Aeromonas in recent years, different collaborations with university hospitals have been carried out to investigated different cases . It was also shown that the use of MALDI-TOF for the identification of Aeromonas spp isolated from clinical cases and fish was not precise due to the deficiencies in the database. The use of genomes, their comparison and the development of new bioinformatic tools, proved to be useful to understand the potential function of A. lusitana and A. salmonicida in the environment. In this doctoral thesis the metallochaperone HypA previously described with role in tolerance to stomach acid in other pathogens was characterized and in the defense of Aeromonas against macrophages. In addition, the role of the ExoA toxin and the type VI secretion system (T6SS) in mixed infections that progress in a necrotizing fasciitis have been demonstrated, using several mutant strains. Finally, a study of the defense of human monocytes against Aeromonas was performed. The results showed a species-specific immune response, that was higher in the most prevalent clinical species.