La genómica empodera a los fabricantes de vacunas para hacer frente a las bacterias que cambian de forma

Un estudio pionero de vigilancia genómica ha proporcionado la imagen más clara hasta el momento de la carrera armamentista entre steotococos neumonia, la bacteria responsable de una variedad de enfermedades como la neumonía y la meningitis, y las vacunas diseñadas para proteger contra los tipos más dominantes. Se descubrió que una cepa llamada GPSC10 era una amenaza particular, debido a su mayor virulencia, su capacidad para transformar su estructura para evadir las vacunas y su resistencia a varios antibióticos comunes.

El estudio, publicado hoy (16 de agosto) en microbio lanceta, fue liderado por el Instituto Wellcome Sanger, Centro Nacional de Referencia para Neumococos, Francia, y el Hospital Sant Joan de Deu, España, como parte del proyecto Global Pneumococcal Sequencing (GPS). Los hallazgos demuestran el valor de la vigilancia genómica para informar el diseño de vacunas y destacan el desafío que plantean las cepas que «cambian de forma» como GPSC10.

steotococos neumoniatambién conocido como el neumococo, es un patógeno bacteriano que causa enfermedades que van desde infecciones del oído hasta neumonía, septicemia y meningitis. Es responsable de alrededor de nueve millones de infecciones globales al año, siendo los adultos mayores y los niños particularmente susceptibles. Más de 300 000 niños mueren de infección neumocócica cada año, principalmente en países de ingresos bajos y medianos (LMIC).

Desde el año 2000, se ha implementado una serie de vacunas antineumocócicas conjugadas (PCV) que se han dirigido S. pneumoniae serotipos responsables de la mayoría de los casos de enfermedad en lactantes, lo que se traduce en una reducción de la enfermedad en todo el mundo. Actualmente, PCV-13 se dirige a 13 serotipos y se están desarrollando PCV dirigidos a hasta 25 serotipos. Sin embargo, hay más de 100 serotipos distintos y pueden afectar a niños y adultos de diferentes maneras. Saber a qué serotipos apuntar con las PCV y cuál será el impacto probable en la enfermedad y en la población neumocócica más amplia es de vital importancia al diseñar estrategias de vacunación globales efectivas.

A través del trabajo del proyecto GPS desde 2011, una imagen de la S. pneumoniae serotipos en circulación que permite identificar tendencias en la población bacteriana. Un serotipo, 24F, ha ido en aumento, según lo documentado por el Centro Nacional de Referencia para Neumococos, Francia y muchos otros países como Canadá, Dinamarca, Alemania, Israel, Italia, Japón, Líbano, Noruega, España y el Reino Unido.

En este nuevo estudio, los científicos del Instituto Wellcome Sanger realizaron la secuenciación del genoma completo en 419 muestras de S. pneumoniae serotipo 24F, recolectado de individuos en Francia entre 2003 y 2018 por el Centro Nacional de Referencia para Neumococos (NRCP) y la Asociación Clinique et Therapeutique Infantile du Val-de-Marne (ACTIV), y en 91 aislados de neumococo del serotipo 24F recolectados de individuos en España por el Hospital Sant Joan de Déu. Para proporcionar una comparación global, una colección internacional de otros S. pneumoniae genomas se agregaron de la base de datos del proyecto Global Pneumococcal Sequencing (GPS).

La Dra. Stephanie Lo, primera autora del estudio del Instituto Wellcome Sanger, dijo: «En un laboratorio de microbiología, la clasificación de las cepas y las pruebas de resistencia a los medicamentos requieren mucho tiempo y recursos. La secuenciación del genoma completo ahora puede inferir de manera confiable los perfiles de resistencia a los serotipos y los antibióticos. , identificar dónde podrían estar ocurriendo brotes y rastrear qué cepas median el reemplazo de serotipos. Por lo tanto, es una prueba que puede responder muchas preguntas diferentes».

El análisis mostró que el 24F estaba presente en muchos países en gran parte debido a la propagación de tres cepas: GPSC10, GPSC16 y GPSC206. Una cepa en particular, GPSC10, fue responsable del rápido aumento de 24F en Francia unos cuatro años después de la introducción de PCV-13. Se encontró que tenía un alto potencial de enfermedad y era resistente a múltiples tratamientos con antibióticos.

Estos hallazgos respaldan una investigación reciente que mostró que GPSC10 impulsó el aumento de 24F después de la introducción de PCV-13 en España, y que 24F es una de las causas más frecuentes de enfermedad neumocócica en niños en diferentes países. En India, el país que se estima tiene la mayor carga de enfermedad neumocócica, los investigadores predijeron que GPSC10 tiene el potencial de evadir PCV-13. Estos y otros estudios de socios de GPS en todo el mundo se recopilan en una edición de Genómica microbiana.

Quizás la mayor preocupación que surgió del estudio fue la capacidad de GPSC10 para expresar 17 serotipos diferentes, de los cuales solo seis están incluidos en las vacunas PCV actuales.

La Dra. Emmanuelle Varon, autora principal del estudio del Centro Nacional de Referencia para Neumococos, Centre Hospitalier Intercommunal de Créteil, Francia, dijo: «La steotococos neumonia La cepa GPSC10 es una especie de cambiaformas, capaz de expresar una amplia gama de serotipos y patrones de resistencia a múltiples fármacos. La vigilancia de la enfermedad neumocócica, como la implementada en Francia desde 2001, es nuestra mejor herramienta para evaluar el impacto de las políticas vacunales y nos permitirá detectar la aparición de otros serotipos no vacunales».

Hasta cierto punto, la carrera armamentista evolutiva entre los patógenos y los fabricantes de vacunas es inevitable. Si una cepa muere porque ha sido atacada por una vacuna, otras cepas pueden surgir para ocupar su lugar. Una cepa también puede evolucionar lo suficiente como para que las vacunas dejen de ser eficaces contra ella. Lo importante es que los fabricantes de vacunas y las organizaciones de salud pública tengan la mejor información para seguir el ritmo y, en última instancia, salvar vidas.

El profesor Stephen Bentley, autor principal del estudio del Instituto Wellcome Sanger, dijo: «Es emocionante que la vigilancia genómica ahora nos permita tener un impacto real en la mejora de las vacunas neumocócicas y, lo que es más importante, ayudar a reducir la cantidad de niños que mueren». de enfermedades relacionadas en países de bajos y medianos ingresos. Todo el consorcio de la Encuesta mundial sobre neumococo también debería estar orgulloso del enorme esfuerzo de colaboración que se ha realizado para generar estos datos».