Una nueva forma de mapear la propagación y evolución de patógenos y sus respuestas a vacunas y antibióticos proporcionará información clave para ayudar a predecir y prevenir futuros brotes. Este enfoque combina datos genómicos de un patógeno con patrones de viaje humanos, derivados de datos anonimizados de teléfonos móviles.
Investigadores del Instituto Wellcome Sanger, la Universidad de Witwatersrand y el Instituto Nacional de Enfermedades Transmisibles de Sudáfrica, la Universidad de Cambridge y socios del Proyecto Global de Secuenciación de Neumococos1Datos genómicos integrados de casi 7.000 steotococos neumonia (neumococo) muestras recolectadas con datos detallados del movimiento humano en Sudáfrica.2. Esto les permitió ver que estas bacterias, que causan neumonía y meningitis,3moverse entre regiones y evolucionar con el tiempo.
Los resultados se publicaron hoy (3 de julio). La naturalezasugieren que la disminución inicial de la resistencia a los antibióticos asociada con la vacuna neumocócica de 2009 puede ser solo temporal, ya que las cepas no objetivo resistentes a los antibióticos similares a la penicilina obtuvieron una ventaja competitiva del 68%.
Esta es la primera vez que los investigadores han podido estimar con precisión la aptitud (su capacidad para sobrevivir y reproducirse) de diferentes cepas de neumococo. Los conocimientos podrían contribuir al desarrollo de vacunas dirigidas a las cepas más virulentas y también podrían aplicarse a otros patógenos.
Muchas enfermedades infecciosas como la tuberculosis, el VIH y la COVID-19 existen en múltiples cepas o variantes cocirculantes, lo que dificulta su estudio. neumococo, una bacteria que es una de las principales causas de neumonía, meningitis y sepsis en todo el mundo.4, con más de 100 variedades y 900 cepas genéticas en todo el mundo, es un ejemplo perfecto. Sólo la neumonía mata a unos 740.000 niños menores de cinco años cada año.5es la principal causa infecciosa de muerte en niños.
La diversidad neumocócica obstaculiza los esfuerzos de control, ya que las vacunas dirigidas a las principales cepas dejan espacio para que otras llenen los vacíos. No se comprende bien cómo se propagan estas bacterias, cómo las vacunas afectan su supervivencia y su resistencia a los antibióticos.
En este nuevo estudio, los investigadores analizaron secuencias del genoma de 6.910 muestras de neumococo recolectadas en Sudáfrica entre 2000 y 2014 para rastrear la distribución de diferentes cepas a lo largo del tiempo. Combinaron estos datos con registros anónimos de patrones de viajes humanos recopilados por Meta.2.
El equipo desarrolló modelos computacionales que descubrieron que las cepas de neumococo tardaron unos 50 años en asimilarse completamente en toda la población sudafricana, en gran parte debido a los patrones locales de movimiento humano.
Descubrieron que la introducción de una vacuna neumocócica contra determinadas cepas de la bacteria en 2009 redujo el número de casos causados por estas cepas.6, también dio una ventaja competitiva del 68% a otras cepas de estas bacterias no objetivo, y una proporción cada vez mayor de ellas se volvieron resistentes a antibióticos como la penicilina. Esto sugiere que la protección asociada a la vacuna contra la resistencia a los antibióticos es de corta duración.
La Dra. Sophie Bellman, primera autora del estudio, ex estudiante de doctorado en el Instituto Wellcome Sanger y ahora becaria científica Schmidt en el Centro de Supercomputación de Barcelona, España, dijo: “Aunque descubrimos que las bacterias neumocócicas normalmente se propagan lentamente, el uso de vacunas “Y los antimicrobianos pueden alterar rápida y significativamente esta dinámica, nuestros modelos se pueden aplicar a otras regiones y patógenos para comprender mejor la propagación de patógenos, la resistencia a los medicamentos y en el contexto de la eficacia de las vacunas”.
La autora del estudio, la Dra. Anne von Gutberg, del Instituto Nacional de Enfermedades Transmisibles de Johannesburgo, Sudáfrica, afirmó: “A pesar de los esfuerzos de vacunación, la neumonía sigue siendo una de las principales causas de muerte en niños menores de cinco años en Sudáfrica”. vigilancia genómica y estrategias de vacunación efectivas para combatir la notable adaptabilidad de estos patógenos, es posible que podamos orientar mejor las intervenciones para limitar la carga de enfermedades”.
El profesor Stephen Bentley, autor principal del estudio en el Instituto Wellcome Sanger, dijo: “La diversidad de neumococos ha nublado nuestra visión de cómo cualquier cepa se propaga de una región a otra. Los genomas bacterianos y los viajes humanos. Este enfoque integrado que utiliza datos de Esto puede “Permitir dónde pueden arraigarse las cepas emergentes de alto riesgo, manteniéndonos un paso por delante de posibles brotes”.
Notas
- Los contribuyentes al Proyecto Mundial de Secuenciación de Neumococos se pueden encontrar aquí:
- Los datos de movimiento humano utilizados en este estudio son los datos de referencia de Metadata for Good, que se publicaron durante la pandemia de SARS-CoV-2 de 2020. Se basa en el consentimiento personal para compartir la ubicación de los datos, y Data for Good garantiza la privacidad individual al evitar la reidentificación en conjuntos de datos agregados.
- Para obtener más información sobre la enfermedad neumocócica, consulte:
- Antes de estas vacunas, la vacuna atacaba el 85 por ciento de las cepas de neumococo. En 2014, había disminuido al 33,2 por ciento. Este cambio fue similar en las nueve provincias de Sudáfrica.
