Whole-genome investigations of Salmonella enterica isolates from poultry meat uncovered multidrug-resistant and outbreak-associated serovars circulating in Accra, Ghana

Resumen Técnico: Investigaciones de genoma completo de aislados de Salmonella enterica de carne de ave en Accra, Ghana

Planteamiento del problema
Salmonella enterica es una de las principales causas de enfermedades transmitidas por alimentos a nivel mundial, siendo las aves de corral un reservorio primario. En Ghana, la creciente demanda nacional de aves de corral ha llevado a una mayor dependencia de los antimicrobianos para la promoción del crecimiento y la profilaxis, impulsando la aparición de cepas multirresistentes (MDR). Si bien estudios convencionales han caracterizado Salmonella en Ghana, existe una brecha crítica en los datos genómicos relativos a los aislados de carne de ave. Específicamente, la prevalencia de clones asociados a brotes, los mecanismos que impulsan la resistencia antimicrobiana (AMR) y la diversidad genética de los serotipos circulantes en la cadena de suministro de aves de corral en Accra siguen estando insuficientemente comprendidos.

Metodología
El estudio empleó un enfoque integral de vigilancia genómica que involucró 246 muestras de carne de ave recolectadas en 31 sitios (mercados, tiendas minoristas, granjas y vendedores de aves vivas) en la Región del Gran Accra entre febrero y marzo de 2022.

• Aislamiento e Identificación: Las muestras se sometieron a pre-enriquecimiento y enriquecimiento selectivo, seguido de siembra en agar XLD y Bismuto Sulfito. Las colonias presuntivas se confirmaron mediante Espectrometría de Masas de Tiempo de Vuelo con Desorción/Ionización Láser (MALDI-ToF-MS).
• Caracterización Fenotípica: Se realizó la Prueba de Susceptibilidad Antimicrobiana (AST) mediante el método de difusión de disco Kirby-Bauer contra 11 antibióticos, siguiendo las directrices de la CLSI (2022). La MDR se definió como la resistencia a ≥1 agente en ≥3 categorías antimicrobianas.
• Secuenciación de Genoma Completo (WGS): El ADN fue extraído y secuenciado en la plataforma Illumina NextSeq (2x150 paired-end).
• Análisis Bioinformático:
  • Confirmación de Especie y Tipificación: kmerfinder confirmó la especie; SeqSero2 determinó los serotipos; MLST asignó los Tipos de Secuencia (ST) basados en siete genes constitutivos.
  • Resistencia y Virulencia: Se utilizaron las bases de datos ResFinder, CARD y VirulenceFinder para detectar genes de AMR y factores de virulencia. PointFinder identificó mutaciones cromosómicas.
  • Plásmidos e Integrones: Se utilizaron PlasmidFinder e IntegronFinder para caracterizar los replicones plasmídicos y las estructuras de los integrones.
  • Filogenia: Se realizaron análisis de MLST de genoma central (cgMLST) y de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) (vía CSIPhylogeny) para evaluar la relación genética y la diseminación clonal.

Resultados Clave

• Prevalencia y Diversidad: Se detectó Salmonella enterica en el 29% (71/246) de las muestras. Los aislados representaron 24 serovares distintos y 21 Tipos de Secuencia (ST) conocidos, además de 5 ST novedosos. Los serovares predominantes fueron S. Typhimurium y S. Derby (29% cada uno), seguidos de S. Liverpool, S. Hato y S. Kentucky.
• Resistencia Antimicrobiana: La resistencia fenotípica se observó en el 49% de los aislados, con un 30% exhibiendo perfiles MDR. Las tasas de resistencia más altas fueron contra tetraciclina (44%), trimetoprim/sulfametoxazol (18%) y ciprofloxacina (14%). Notablemente, los aislados permanecieron altamente susceptibles a las cefalosporinas de tercera y cuarta generación y a la meropenem.
• Resistencia Genotípica: Se identificaron un total de 16 genes de AMR. El gen tet(A) fue el más prevalente (42%), seguido de los genes sul (38%) y los genes qnr (31%). Se observó una alta concordancia (>90%) entre la resistencia fenotípica y la presencia genotípica para tetraciclina, ampicilina y cloramphenicol.
• Plásmidos y Elementos Móviles: El 63% de los aislados portaba plásmidos, principalmente de las familias Inc y Col. El replicón Col(pHAD28) fue el más común (38%) y estuvo fuertemente asociado con múltiples genes de resistencia (p. ej., aph, qnrB19, sul2). Los plásmidos IncQ1 estuvieron vinculados exclusivamente a tet(A). Los integrones se encontraron en el 16.9% de los genomas, predominantemente integrones completos de Clase 1 que portan genes de resistencia a trimetoprim.
• Diseminación Clonal: El análisis filogenético reveló linajes distintos. Tres aislados de S. Typhimurium pertenecían al clon asociado a brotes ST19. El análisis de SNP indicó una estrecha relación genética (<10 SNPs) entre aislados de S. Derby (ST3135), S. Kentucky (ST314) y S. Typhimurium (ST19) de diferentes sitios de mercado, lo que sugiere una reciente propagación clonal dentro de la cadena de suministro.
• Resistencia a Quinolonas Mediada por Plásmidos (PMQR): El 32% de los aislados poseía genes de PMQR, predominantemente qnrB19. Sin embargo, la resistencia fenotípica a la ciprofloxacina solo se observó en el 32% de estos portadores, lo que indica una desconexión entre la presencia del gen y su expresión en algunos contextos.

Contribuciones Clave
Este estudio proporciona la primera caracterización genómica detallada de los aislados de Salmonella específicamente de la carne de ave en Accra, Ghana. Va más allá de la vigilancia fenotípica convencional al:

1. Identificar la circulación del clon ST19 de S. Typhimurium, de importancia global y asociado a brotes, en las aves de corral locales.
2. Mapear los mecanismos de resistencia específicos (genes y plásmidos) que impulsan los fenotipos MDR en este entorno.
3. Demostrar la utilidad de la WGS para rastrear la diseminación clonal a través de diferentes puntos de la cadena de suministro de aves de corral (granjas, mercados, venta minorista).
4. Destacar la prevalencia de familias de plásmidos específicas (Col, IncQ1, IncX1) actuando como vectores para la multirresistencia.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que la detección de serovares de Salmonella enterica MDR y asociados a brotes en la carne de ave vendida en Accra subraya una amenaza significativa para la salud pública y la seguridad alimentaria. La presencia de clones como ST19 y ST314 (S. Kentucky), conocidos por su asociación con enfermedades invasivas humanas y brotes, sugiere que las aves de corral sirven como reservorio para la transmisión a humanos.

El estudio concluye que estos hallazgos resaltan la necesidad urgente de:

• Mayor conciencia pública con respecto a los riesgos de enfermedades transmitidas por alimentos.
• Esfuerzos de vigilancia sostenidos para monitorear las infecciones transmitidas por alimentos.
• La integración de la vigilancia genómica en los sistemas rutinarios de monitoreo de la inocuidad alimentaria para permitir la detección rápida de eventos de contaminación.
• Mejores prácticas de higiene en los niveles de matanza y venta minorista.
• Un enfoque coordinado de "Una Sola Salud" (One-Health) que vincule los sistemas humanos, animales y alimentarios para un control a largo plazo.

El artículo posiciona estos conocimientos genómicos como esenciales para la evaluación del riesgo basada en evidencia que guíe las políticas de salud pública y la toma de decisiones locales en Ghana.