Por qué Salmonella Dublin plantea una amenaza de seguridad alimentaria en carne de res y lácteos

Un estudio genómico a nivel nacional muestra que si bien Salmonella Dublín se ve genéticamente uniforme, esconde poderosos rasgos de resistencia que amenazan al ganado, las personas y el suministro de alimentos.

Estudiar: Evolución genómica de Salmonella Dublín en ganado y humanos en los Estados Unidos. Crédito de la imagen: Parilov/Shutterstock.com

El patógeno transmitido por los alimentos Salmonela Dublín muestra una resistencia antimicrobiana creciente (AMR). También se propaga en la cadena alimentaria estadounidense, comprometiendo la seguridad alimentaria y amenazando la seguridad alimentaria. Un artículo reciente publicado en Microbiología aplicada y ambiental Datos explorados de biosurveilancia para S. Dublín Para comprender cómo cambia en varios anfitriones humanos y no humanos.

Introducción

S. Dublín es un microbio zoonótico que se ha adaptado bien al ganado. Contamina la cadena alimentaria humana y puede causar enfermedades severas en el ganado y los animales. Su nombre científico es Salmonella enterica subsp. enterica Serovar Dublín (S. Dublín). Es la cepa más común obtenida de los envíos de casos de ganado clínico, y la segunda más común de los envíos de ganado no clínico, en lugar de todas las infecciones clínicas.

S. Dublín contamina a otro ganado o humanos principalmente a través de la ruta feco-oral, pero también se puede transportar a través de la saliva o la leche. Los terneros infectados se enferman gravemente. Una alta proporción desarrolla septicemia y enfermedad respiratoria, que conduce a la muerte. Los sobrevivientes pueden convertirse en portadores sanos y arrojar el microbio a intervalos más adelante en la vida.

El ganado maduro desarrolla gastroenteritis después de la infección, disminuyendo la producción de leche lactacional. Nuevamente, a menudo se convierten en portadores sanos, con tasas de eliminación que varían con los factores fisiológicos, ambientales y relacionados con la enfermedad. Es más probable que sus terneros se infecten y desarrollen septicemia.

Estados Unidos es el productor de carne más grande del mundo y uno de los tres primeros para los principales productos lácteos. De este modoS. Dublín tiene un impacto documentado en la producción de lácteos y carne de res.

La leche cruda, los quesos blandos y la carne contaminada son las principales fuentes de los alimentos. S. Brotes de Dublín y contacto con ganado infectado. Forma un peligro ocupacional para los veterinarios y los trabajadores de ganado. Los humanos sufren más severamente y requieren hospitalización más a menudo con S. Infección de Dublín que de otros serovares, y es más probable que cause enfermedades que requieren hospitalización.

La resistencia antimicrobiana (AMR) y la resistencia a múltiples drogas (MDR) mejoran la gravedad de S. Infecciones de Dublín, que confieren resistencia a fluoroquinolonas como ciprofloxacina o cefalosporinas como la ceftriaxona. El Sistema Nacional de Monitoreo de Resistencia Antimicrobiana (NARMS) monitorea AMR en este y otros patógenos conocidos por infectar a los humanos en los Estados Unidos, especialmente utilizando técnicas de secuencia de genoma completo (WGS).

Esto ha producido una gran cantidad de datos disponibles públicamente, que han proporcionado información sobre la prevalencia o aumento de AMR por especies, regiones o períodos de tiempo, individualmente o en combinación. El estudio actual se centró en S. Dublín AMR y Virulencia utilizando datos genómicos públicos dentro del marco de salud.

Sobre el estudio

El estudio incluyó datos sobre 2.150 cepas de S. Dublín recolectado de varias partes de los Estados Unidos entre 2002 y 2023. Alrededor de 580 eran de ganado infectado, 664 de humanos infectados, pero la mayoría de fuentes ambientales. Luego, los investigadores analizaron los genomas, especialmente los plásmidos, los factores de virulencia y los genes AMR. Evaluaron las relaciones filogenéticas utilizando diferencias de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) para comparar los genomas.

Hallazgos del estudio

Las muestras bovinas, humanas y ambientales mostraron características distintivas, mostrando variaciones en el potencial de AMR y la constitución genómica. Hubo 116 genes que determinaron varios aspectos de la virulencia bacteriana. La mayoría de estos genes (99) estaban presentes en el 99% o más cepas.

Resistencia a los antibióticos Los genes estaban presentes en 1-10 por deformación, de 49 genes únicos identificados. La mayoría de las conferencias de resistencia a medicamentos específicos, algunos a metales como cobre u oro, y dos a biocidas. Dos genes eran comunes a casi todas las cepas.

Prevalencia de AMR

Curiosamente, a diferencia de la imagen global, S. Dublín muestra un mayor potencial de AMR en los Estados Unidos, especialmente en muestras bovinas recolectadas de ganado clínicamente infectado.

S. Las cepas de Dublín del ganado abiertamente infectado tenían la mayor prevalencia de genes AMR específicos para varias drogas. Esto incluye resistencia a una clase crítica de cefalosporina utilizada para tratar enfermedades invasivas y graves en niños y terneros. Estas muestras también mostraban resistencia al florfenicol, que se usa para tratar la neumonía de la pantorrilla.

La resistencia a la quinolona fue más frecuente en las cepas ambientales, probablemente vinculada a la contaminación de la cadena de suministro de alimentos y las presiones selectivas indirectas, pero no se atribuyen directamente al uso de drogas humanas adultas.

Resistencia a múltiples fármacos

Las cepas del ganado infectado también tenían los niveles más altos de plásmido de resistencia a múltiples fármacos inca/C2, y la diversidad más significativa de genes. El costo de aptitud de la adquisición de mutaciones de puntos AMR es menor que el de los plásmidos. Además, la adquisición de plásmidos expone la exposición a diversos entornos de acoso en plásmidos y comunidades microbianas. Por lo tanto, una exposición ambiental menos diversa podría explicar estas diferencias entre las fuentes bovinas y otras.

Estabilidad genómica

Esto está respaldado por fuentes ambientales que tienen una mayor proporción de genes centrales y menos genes accesorios (shell y nubes) que las cepas clínicas. Las cepas ambientales, humanas y bovinas tenían características distintivas, como una alta proporción de genes centrales para la menor proporción ambiental frente a las cepas bovinas. El reverso era cierto para los genes de nubes y shell. La mayoría de los genes funcionales se compartieron en todas las cepas, independientemente de la fuente.

Esto sugiere que las cepas clínicas que causan enfermedades son más adaptables. Crucen las barreras ambientales y del huésped, enfrentan defensas inmunes y deben incorporarse a diferentes comunidades microbianas.

Por el contrario, las cepas ambientales menos adaptables del ganado aparentemente sano pueden contaminar más fácilmente las cadenas de suministro de alimentos después de la cosecha. La cadena de suministro de alimentos también es un entorno más controlado, reduciendo la necesidad de adaptación microbiana.

Las cepas humanas cubren el punto medio entre las cepas clínicas bovinas y ambientales, tal vez representando una mezcla. Esto podría indicar una adaptación adecuada de S. Dublín para causar enfermedad humana invasiva después de la transmisión no humana. Alternativamente, podrían representar las cepas más propensas a causar enfermedades sintomáticas, ya que otros pueden haber escapado del reconocimiento.

Semejanza filogenética

Sorprendentemente, el 72% de las cepas se parecían mucho a una o más cepas con menos de 20 diferencias SNP, independientemente de la fuente, el período o la ubicación geográfica. El árbol filogenético mostró que la mayoría estaba en el mismo tronco.

Por lo tanto, el microbio muestra una alta similitud genómica de reservas cruzadas, pero el estudio no establece la transmisión directa direccionalmente entre humanos, ganado y depósitos ambientales. El resultado es la distribución generalizada de S. Dublín sobre los Estados Unidos a través de cepas estrechamente relacionadas en una vasta área y durante un largo período de tiempo.

Este “Subraya la importancia de considerar la fuente de tensión al evaluar y monitorear la resistencia antimicrobiana. ” El estudio también destaca la necesidad de mejorar las bases de datos disponibles públicamente para un mejor análisis filogenético y funcional.

Conclusiones

“Nuestros análisis de Salmonella Dublín revelan un sorprendente grado de similitud genómica entre las cepas que circulan en los depósitos de ganado, humanos y ambientales de EE. UU. Sin embargo, esta aparente homogeneidad enmascara las diferencias en la estabilidad genómica y los elementos de resistencia antimicrobiana, destacando distintas trayectorias evolutivas dentro de cada depósito. “

Las políticas de administración antimicrobiana deben aplicarse de manera uniforme a las prácticas de salud humana y animal. Asegurar la seguridad y la bioseguridad alimentaria sigue siendo un campo importante de la salud pública.

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