Resistencia antimicrobiana en zonas rurales andinas en Cajamarca, Perú: estudio integrado basado en el enfoque UNA SALUD

Abstract

La resistencia antimicrobiana (RAM) se acrecienta por el uso de antimicrobianos tanto en animales como humanos, y por la exposición a determinantes de RAM en ecosistemas compartidos; haciéndose necesario el uso del enfoque UNA SALUD para el estudio de la RAM. El objetivo del presente trabajo fue explorar la contribución de las personas, los animales de granja y el ambiente a la RAM en entornos rurales de América Latina, bajo el enfoque UNA SALUD. Con esta base, orientamos nuestro esquema de muestreo y recojo de información para determinar la prevalencia de RAM en humanos, animales y ambientes del hogar (los tres ejes de UNA SALUD) en zonas rurales de Cajamarca, y caracterizar a genoma completo aislamientos de bacterias RAM productoras de β-lactamasas de espectro extendido (BLEE). El estudio tuvo dos fases: un scoping review basado en la guía PRISMA-ScR, y una colecta de campo de diseño transversal, aplicando métodos microbiológicos, moleculares y genómicos para obtener muestras humanas, animales y ambientales, y su posterior análisis. Pocos estudios aplican el enfoque UNA SALUD para estudiar la RAM en zonas rurales de la región. Los principales factores que contribuyen a la diseminación de la RAM son los animales de granja al portar y/o transferir genes o bacterias resistentes, las actividades humanas relacionadas con la agricultura y la producción animal, y el agua, suelo y entornos agrícolas contaminados. Identificamos las vías de diseminación de la RAM en Cajamarca rural, demostrando la interconexión existente entre la transmisión animal, humana y ambiental. Encontramos una alta prevalencia de enterobacterias con RAM multidrogo resistente (MDR) en niños, animales, suelo, y agua en las zonas rurales altoandinas de Cajamarca. Los perfiles de RAM hallados en animales, muestras de agua y niños están relacionados con los tratamientos antimicrobianos más usados en animales y en niños. Los aislamientos BLEE provenientes de perro y de agua fueron confirmadas como E. coli BLEE potencialmente patogénica, perteneciendo a secuenciotipos y complejos clonales diferentes, indicando orígenes y linajes no relacionados. Ambos aislamientos acarreaban diversos genes de virulencia: genes BLEE, y genes deresistencia para otros grupos de antibióticos. Asimismo, eran resistentes a loscarbapenémicos. La presencia de enterobacterias MDR BLEE es un riesgo de salud pública en zonas rurales de Cajamarca, Perú. Factores antropogénicos, los espacios humanos habitables compartidos con animales y el uso de agua contaminada explicarían el hallazgo de bacterias MDR BLEE en esta zona. Se necesitan estudios UNA SALUD, con métodos mixtos, aplicando enfoques microbiológicos, moleculares y genómicos para esclarecer la compleja red de rutas de diseminación de la RAM y explorar otros factores que la favorecen.

Antimicrobial resistance (AMR) is increased by the use of antimicrobials in both animals and humans, and by exposure to AMR determinants in shared ecosystems; making it necessary to use the ONE HEALTH approach for the study of AMR. The objective of this work was to explore the contribution of people, farm animals and the environment to AMR in rural environments in Latin America, under the ONE HEALTH approach. With this basis, we oriented our sampling scheme and information collection to determine the prevalence of AMR in humans, animals and home environments (the three axes of ONE HEALTH) in rural areas of Cajamarca, and to characterize complete genome isolates of AMR bacteria. producers of extended spectrum β -lactamases (ESBL). The study had two phases: a scoping review based on the PRISMA-ScR guideline, and a cross-sectional field collection, applying microbiological, molecular and genomic methods to obtain human, animal and environmental samples, and their subsequent analysis. Few studies apply the ONE HEALTH approach to study AMR in rural areas of the region. The main contributing factors for the spread of AMR are farm animals carrying and/or transferring resistant genes or bacteria, human activities related to agriculture and animal production, and contaminated water, soil and agricultural environments. We identified the routes of AMR dissemination in rural Cajamarca, demonstrating the interconnection between animal, human and environmental transmission. We found a high prevalence of multidrug-resistant (MDR) AMR enterobacteria in children, animals, soil, and water in the high Andean rural áreas of Cajamarca. The AMR profiles found in animals, water samples and children are related to the most used antimicrobial treatments in animals and children. ESBL isolates from dogs and water were confirmed as potentially pathogenic ESBL E. coli, belonging to different sequence types and clonal complexes, indicating unrelated origins and lineages. Both isolates carried various virulence genes, ESBL genes, and resistance genes for other groups of antibiotics. Likewise, they were resistant to carbapenems. The presence of MDR ESBL enterobacteria is a public health risk in rural areas of Cajamarca, Peru. Anthropogenic factors, human habitable spaces shared with animals, and the use of contaminated water would explain the finding of MDR ESBL bacteria in this area. ONE HEALTH, mixed-methods studies applying microbiological, molecular and genomic approaches are needed to clarify the complex network of AMR dissemination routes and explore other factors that favor it.