Caracterización genómica de Escherichia coli uropatógena proveniente de aislados clínicos de Latinoamérica

Abstract

Introducción: Escherichia coli uropatógena (UPEC) es la principal causante de infecciones del tracto urinario (ITU) a nivel mundial, con clones de alto riesgo como ST131 y ST1193 que presentan resistencia a múltiples drogas (MDR). Estas infecciones son un problema de salud pública por su alta prevalencia y la habilidad de UPEC para evadir la respuesta inmune, adherirse a células urinarias y secretar toxinas. Sin embargo, en Latinoamérica se conoce poco sobre su diversidad genética, lo que dificulta la identificación de clones clínicamente relevantes. La secuenciación del genoma completo de aislados de UPEC en la región es clave para mejorar el manejo de estas infecciones. Objetivo: Caracterizar genéticamente aislados clínicos de UPEC en Latinoamérica a partir de genomas publicados entre el 2016 y 2024. Metodología: Se recolectaron 127 genomas de UPEC disponibles en la base de datos del NCBI, definidos por la presencia de tres a más de los genes de virulencia chuA, vat, fyuA, yfcV. Estos genomas fueron analizados mediante herramientas bioinformáticas para identificar serotipos, secuenciotipos, genes de resistencia antimicrobiana y mutaciones asociadas a la resistencia. Se llevó a cabo un análisis filogenético para determinar las relaciones entre los aislados y su agrupación en distintos grupos filogenéticos. En el proceso se desarrolló UPECfinder, una herramienta bioinformática que permite la identificación rápida y precisa de UPEC a partir de secuencias genómicas. Resultados: El clon ST131 fue el más frecuente (42.5%), seguido por ST1193 (9.9%). El filogrupo B2 fue predominante (82.7%), con una alta prevalencia del serotipo O25:H4. Se detectaron frecuentemente genes de resistencia blaTEM-1, blaCTX-M-15 y blaCTX-M-27, y mutaciones en gyrA y parC asociadas a resistencia a fluoroquinolonas, especialmente en el clon ST131. Además, todos los aislados pertenecientes al ST1193 presentaron doble mutación en el gen gyrA. Conclusión: Se resalta la alta frecuencia de clones de UPEC de alto riesgo, como ST131 y ST1193, en Latinoamérica, junto con una elevada prevalencia de genes y mutaciones asociados con MDR.

Introduction: Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) is the leading cause of urinary tract infections (UTIs) worldwide, with high-risk clones such as ST131 and ST1193 exhibiting multidrug resistance (MDR). These infections are a public health concern due to their high prevalence and UPEC's ability to evade the immune response, adhere to urinary cells, and secrete toxins. However, little is known about the genetic diversity of UPEC in Latin America, limiting the identification of clinically relevant clones. Whole-genome sequencing of UPEC isolates in the region is crucial for improving the management of these infections. Objective: To genetically characterize clinical isolates of uropathogenic Escherichia coli in Latin America based on genomes published between 2016 and 2024. Methodology: A total of 127 UPEC genomes available in the NCBI database were collected. UPEC was defined by the presence of three or more of the virulence genes chuA, vat, fyuA, and yfcV. These genomes were analyzed using bioinformatics tools to identify serotypes, sequence types (STs), antimicrobial resistance (AMR) genes, and resistance-associated mutations. Additionally, a phylogenetic analysis was performed to determine the relationships among the isolates and their grouping into different phylogenetic groups. UPECfinder was developed as a reproducible bioinformatics tool that enables the rapid and accurate identification of UPEC from genomic sequences. Results: The ST131 clone was the most frequent (42.5%), followed by ST1193 (9.9%). Phylogenetic group B2 was predominant (82.7%), with a high prevalence of serotype O25:H4. Resistance genes such as blaTEM-1, blaCTX-M-15, and blaCTX-M-27, as well as mutations in gyrA and parC associated with fluoroquinolone resistance, were frequently detected, particularly in the ST131 clone. Moreover, all isolates belonging to ST1193 exhibited double mutations in the gyrA gene. Conclusion: This study highlights the high frequency of high-risk UPEC clones, such as ST131 and ST1193, in Latin America, along with a high prevalence of genes and mutations associated with multidrug resistance.