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MCR-1

E. coli , la bacteria en la que se identificó por primera vez el MCR-1.

El gen de resistencia a la colistina movilizada ( mcr ) confiere resistencia mediada por plásmidos a la colistina , uno de varios antibióticos de último recurso para tratar infecciones por bacterias gramnegativas . mcr-1 , la variante original, es capaz de transferencia horizontal entre diferentes cepas de una especie bacteriana. Después de su descubrimiento en noviembre de 2015 en E. coli (cepa SHP45) de un cerdo en China, se ha encontrado en Escherichia coli , Salmonella enterica , Klebsiella pneumoniae , Enterobacter aerogenes y Enterobacter cloacae . A partir de 2017 , se ha detectado en más de 30 países en 5 continentes en menos de un año.

Descripción

El gen de "resistencia a la colistina movilizada" ( mcr-1 ) confiere resistencia mediada por plásmidos a la colistina , una polimixina y uno de varios antibióticos de último recurso para tratar infecciones. [1] [2] El gen se encuentra en no menos de diez especies de Enterobacteriaceae : Escherichia coli , Salmonella , Klebsiella pneumoniae , Enterobacter aerogenes , Enterobacter cloacae , Cronobacter sakazakii , Shigella sonnei , especies de Kluyvera , especies de Citrobacter y Raoultella ornithinolytica . [ cita requerida ]

El mecanismo de resistencia del gen MCR es una transferasa de fosfoetanolamina del lípido A. La enzima transfiere un residuo de fosfoetanolamina al lípido A presente en la membrana celular de las bacterias gramnegativas. El lípido A alterado tiene una afinidad mucho menor por la colistina y las polimixinas relacionadas, lo que da como resultado una actividad reducida del antimicrobiano. Este tipo de resistencia se conoce como modificación de la diana. [3] Aunque el mismo mecanismo se ha observado antes con enzimas como eptA , [4] mcr-1 es el primer gen de resistencia a la polimixina conocido por ser capaz de transferencia horizontal entre diferentes cepas de una especie bacteriana. [1]

El mcr-1 también proporciona resistencia a los péptidos antimicrobianos del huésped . Las bacterias que portaban el gen eran más eficaces para matar a las orugas infectadas. [5]

Descubrimiento y expansión geográfica

El gen fue descubierto por primera vez en E. coli (cepa SHP45) de un cerdo en China en abril de 2011 y publicado en noviembre de 2015. [6] [7] Fue identificado por investigadores independientes en muestras humanas de Malasia, China, [1] Inglaterra, [8] [9] Escocia, [10] y Estados Unidos. [11]

En abril de 2016, una mujer de 49 años acudió a una clínica de Pensilvania para recibir atención médica debido a síntomas de infección urinaria . La PCR de un aislado de E. coli cultivado a partir de su orina reveló el gen mcr-1 por primera vez en los Estados Unidos [12] y los CDC enviaron una alerta a los centros de atención médica. En los siguientes doce meses, se informó que otras cuatro personas tenían infecciones con bacterias portadoras de mcr-1 [13] .

Hasta febrero de 2017, se había detectado mcr-1 en más de 30 países en 5 continentes en menos de un año, [14] y parece estar propagándose en hospitales de China. [15] La prevalencia en cinco provincias chinas entre abril de 2011 y noviembre de 2014 fue del 15% en muestras de carne cruda y del 21% en animales destinados al consumo durante 2011-14, y del 1% en personas hospitalizadas con infección. [1]

Orígenes

Mediante análisis genético, los investigadores creen haber demostrado que los orígenes del gen se encuentran en una granja de cerdos china donde se utilizaba colistina de forma rutinaria. [16] [17]

Inhibición

Dada la importancia de mcr-1 para permitir que las bacterias adquieran resistencia a la polimixina, MCR-1 (la proteína que está codificada por mcr-1 ) es un objetivo de inhibición actual para el desarrollo de nuevos antibióticos. [18] Por ejemplo, se ha demostrado que el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), un agente quelante de metales y un aditivo alimentario común, inhibe a MCR-1 ya que es una enzima dependiente del zinc. [3] También se ha demostrado que los análogos de sustrato, como la etanolamina y la glucosa , inhiben a MCR-1. [19] Se ha demostrado que el uso de un régimen de antibióticos combinados puede superar la resistencia causada por mcr-1 , y el mecanismo de acción puede ser dirigirse directa o indirectamente a la proteína MCR-1. [20]

Otromcrgenes

En abril de 2021 , se han identificado diez genes movilizados de resistencia a la colistina denominados mcr-1 a mcr-10 . Son homólogos entre sí y funcionan de manera similar. [21] El gen mcr-2 es una variante rara de mcr-1 y se encuentra solo en Bélgica . Los menos relacionados mcr-3 , mcr-4 y mcr-5 se identificaron en E. coli y Salmonella . [22]

En el árbol filogenético , los diversos grupos de genes mcr están dispersos entre genes de resistencia inmóviles del mismo tipo, lo que sugiere una historia de transferencia múltiple a plásmidos. [23] [24] [19] [25]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Liu YY, Wang Y, Walsh TR, Yi LX, Zhang R, Spencer J, Doi Y, Tian G, Dong B, Huang X, Yu LF, Gu D, Ren H, Chen X, Lv L, He D, Zhou H, Liang Z, Liu JH, Shen J (febrero de 2016). "Aparición del mecanismo de resistencia a la colistina mediado por plásmidos MCR-1 en animales y seres humanos en China: un estudio microbiológico y biológico molecular". The Lancet. Enfermedades infecciosas . 16 (2): 161–8. doi :10.1016/S1473-3099(15)00424-7. PMID  26603172.
  2. ^ Reardon S (21 de diciembre de 2015). "La propagación de un gen resistente a los antibióticos no anuncia un apocalipsis bacteriano, todavía". Nature . doi :10.1038/nature.2015.19037. S2CID  182042290.
  3. ^ ab Hinchliffe P, Yang QE, Portal E, Young T, Li H, Tooke CL, Carvalho MJ, Paterson NG, Brem J, Niumsup PR, Tansawai U, Lei L, Li M, Shen Z, Wang Y, Schofield CJ, Mulholland AJ, Shen J, Fey N, Walsh TR, Spencer J (enero de 2017). "Información sobre la base mecanicista de la resistencia a la colistina mediada por plásmidos a partir de estructuras cristalinas del dominio catalítico de MCR-1". Scientific Reports . 7 : 39392. Bibcode :2017NatSR...739392H. doi :10.1038/srep39392. PMC 5216409 . PMID  28059088. 
  4. ^ Anandan A, Evans GL, Condic-Jurkic K, O'Mara ML, John CM, Phillips NJ, Jarvis GA, Wills SS, Stubbs KA, Moraes I, Kahler CM, Vrielink A (febrero de 2017). "La estructura de una transferasa de fosfoetanolamina del lípido A sugiere cómo los cambios conformacionales gobiernan la unión del sustrato". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 114 (9): 2218–2223. Bibcode :2017PNAS..114.2218A. doi : 10.1073/pnas.1612927114 . PMC 5338521 . PMID  28193899. 
  5. ^ Jangir PK, Ogunlana L, Szili P, Czikkely M, Shaw LP, Stevens EJ, Yang Y, Yang Q, Wang Y, Pál C, Walsh TR, MacLean CR (25 de abril de 2023). "La evolución de la resistencia a la colistina aumenta la resistencia bacteriana a los péptidos antimicrobianos del huésped y la virulencia". eLife . 12 : e84395. doi : 10.7554/eLife.84395 . PMC 10129329 . PMID  37094804. 
  6. ^ "Un gen recientemente descubierto, mcr-1, amenaza a los antibióticos de último recurso". Resistencia a los antibióticos y a los antimicrobianos: soluciones de resistencia a los antibióticos en acción . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. 30 de noviembre de 2016.
  7. ^ Gao R, Hu Y, Li Z, Sun J, Wang Q, Lin J, Ye H, Liu F, Srinivas S, Li D, Zhu B, Liu YH, Tian GB, Feng Y (noviembre de 2016). "Difusión y mecanismo de la resistencia a la colistina MCR-1". PLOS Pathogens . 12 (11): e1005957. doi : 10.1371/journal.ppat.1005957 . PMC 5125707 . PMID  27893854. 
  8. ^ Schnirring L (18 de diciembre de 2015). "Más hallazgos de MCR-1 conducen a llamados a prohibir el uso agrícola de colistina". Noticias de CIDRAP . CIDRAP — Centro de Investigación y Política de Enfermedades Infecciosas . Consultado el 22 de diciembre de 2015 .
  9. ^ McKenna M (3 de diciembre de 2015). «Apocalypse Pig Redux: Last-Resort Resistance in Europe». Fenómenos . Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2015. Consultado el 28 de mayo de 2016 .
  10. ^ "Se detectan bacterias resistentes a los antibióticos en Escocia". BBC News . 2016-08-03 . Consultado el 2017-03-29 .
  11. ^ Programa de investigación militar sobre el VIH de Estados Unidos (MHRP). «Primer descubrimiento en Estados Unidos de resistencia a la colistina en una infección humana por E. coli». ScienceDaily . Consultado el 27 de mayo de 2016 .
  12. ^ Wappes J (26 de mayo de 2016). "Se encontró por primera vez en Estados Unidos una 'superbacteria' altamente resistente a la MCR-1". Noticias del CIDRAP . CIDRAP — Centro de Investigación y Política de Enfermedades Infecciosas . Consultado el 9 de agosto de 2016 .
  13. ^ "Seguimiento de mcr-1". Resistencia a los antibióticos y a los antimicrobianos: las mayores amenazas . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. 24 de febrero de 2017. Archivado desde el original el 17 de enero de 2017. Consultado el 10 de enero de 2017 .
  14. ^ Yi L, Wang J, Gao Y, Liu Y, Doi Y, Wu R, Zeng Z, Liang Z, Liu JH (febrero de 2017). "Mcr-1-Harboring Salmonella enterica Serovar Typhimurium Sequence Type 34 in Pigs, China" (Secuencia de tipo 34 de Salmonella enterica serovar typhimurium en cerdos, China). Enfermedades infecciosas emergentes . 23 (2): 291–295. doi :10.3201/eid2302.161543. PMC 5324782. PMID  28098547 . 
  15. ^ Dall C (27 de enero de 2017). "Estudios muestran la propagación del gen MCR-1 en China". Noticias del CIDRAP . CIDRAP — Centro de Investigación y Políticas sobre Enfermedades Infecciosas.
  16. ^ Nield D. "Un peligroso gen resistente a los antibióticos se ha propagado por el mundo. Ahora sabemos dónde empezó". ScienceAlert . Consultado el 2 de abril de 2018 .
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