Búsqueda de elementos genómicos no descritos con relevancia para la medicina veterinaria en humedales urbanos de la Región De Los Lagos, Chile

Abstract

Los microorganismos son los seres más abundantes del planeta, colonizando cualquier ambiente. El estudio de estos con métodos de secuenciación masiva nos permite identificar nuevas especies, además de elementos genómicos potencialmente patógenos. Junto a esto se suma que nos brinda más información para aumentar la prevención, control y mitigación de posibles enfermedades. En el presente estudio se evaluó la reconstrucción de genomas ensamblado por metagenomas y, además, la presencia de elementos genómicos no descritos pertenecientes a microorganismos de interés veterinario, utilizando muestras metagenómicas obtenidas de 13 humedales urbanos de la Región de Los Lagos, Chile. Se logró la reconstrucción de 40 MAGs (genomas ensamblados desde metagenomas) de alta calidad, y se identificaron numerosos genes asociados a resistencia antimicrobiana y virulencia. Destacó la presencia de genes como blaOXA, mcr-4.3 y oqxB, relacionados con resistencia a antimicrobianos de uso crítico en medicina humana y veterinaria, y genes como hipA, ccdB y virB11, asociados a mecanismos de persistencia, daño celular y secreción de toxinas. Además, se identificaron elementos genéticos móviles, especialmente plásmidos, que actuaban como vectores potenciales para la diseminación horizontal de estos genes. Los análisis taxonómicos revelaron que un número significativo de los MAGs no pudo ser clasificado a nivel de especie, lo que sugiere la existencia de microorganismos aún no descritos en bases de datos genómicas. Este hallazgo, junto con la coexistencia de genes de resistencia y virulencia en plásmidos, refuerza la hipótesis de que los humedales urbanos actúan como reservorios de material genético clínicamente relevante. Se concluye que los humedales urbanos estudiados representan ecosistemas con alto potencial de riesgo sanitario, al albergar bacterias con perfiles genéticos peligrosos para la salud animal y humana. Se recomienda la implementación de sistemas de monitoreo ambiental genómico bajo el enfoque Una Salud, además de futuras investigaciones que integren estudios funcionales y fenotípicos para validar el impacto de los genes detectados.

Microorganisms are the most abundant beings on the planet, colonizing any environment. The study of these mass sequencing methods allows us to identify new species, in addition to potentially pathogenic genomic elements. Along with this, it adds that it gives us more information to increase the prevention, control and mitigation of possible diseases. This study will evaluate the presence of undescribed genomic elements belonging to microorganisms of veterinary interest, using metagenomic samples obtained from 13 urban wetlands in the Region of Los Lagos, Chile. The reconstruction of 40 high-quality MAGS (genomes assembled metagenomes) was achieved, and numerous genes associated with antimicrobial resistance and virulence were identified. He highlighted the presence of genes such as blaOXA, mcr-4.3, and eqxB, related to resistance to antimicrobials critics used in human and veterinary medicine, and genes such as hipA, ccdB and virB-11, associated with mechanisms of persistence, cell damage and secretion of toxins. In addition, mobile genetic elements were identified, especially plasmids, which acted as potential vectors for the horizontal dissemination of these genes. Taxonomic analyses revealed that a significant number of MAGs could not be classified at the species level, suggesting that the existence of microorganisms not yet resistant and virulent genes in plasmids, reinforces the hypothesis that urban wetlands act as reservoirs of material genetic clinically relevant. It is concluded that the urban wetlands studied represent ecosystems with high potential for health risk, by housing bacteria with dangerous genetic profiles for animals and humans’ health. The implementation of genomic environmental monitoring systems under the One Health approach is recommended, in addition to future research that integrates functional and phenotypic studies to validate the impact of the genes detected.