La propagación de genes de resistencia a antibióticos se ha convertido en un problema sanitario mundial y ha sido identificado por la Organización Mundial de la Salud como una de las mayores amenazas para la salud. Muchos de los determinantes de resistencia a los antimicrobianos hallados en patógenos bacterianos proceden de bacterias ambientales, por lo que identificar los genes que confieren resistencia a los antibióticos en distintos hábitats es obligatorio para comprender mejor los mecanismos de resistencia.
El suelo es uno de los ambientes más diversos y es considerado reservorio de genes de resistencia a los antimicrobianos. El objetivo de nuestro trabajo es estudiar la presencia de genes que confieren resistencia a antibióticos utilizados en clínica en dos suelos contaminados por petróleo mediante análisis funcional metagenómico. Utilizando vectores fosmídicos que transcriben eficientemente ADN metagenómico, hemos seleccionado 12 fósmidos que codifican para dos β-lactamasas de clase A, dos metalobactamasas de subclase B1 y dos de subclase B3, una β-lactamasa de clase D y tres bombas de eflujo que confieren resistencia a cefexime, ceftriaxona, meropenem y/o imipenem. En algunos de ellos, la detección de la resistencia ha requerido la expresión heteróloga a partir del promotor fosmídico. Aunque inicialmente estos genes ambientales sólo proporcionan resistencia a bajas concentraciones de antibióticos, hemos obtenido, por evolución experimental, derivados de fósmidos que contienen ORFs de β-lactamasa con una única sustitución de bases, que incrementan sustancialmente su actividad β-lactamasa y su nivel de resistencia. Ninguna de las mutaciones afecta a las secuencias codificantes de las β-lactamasas y todas se localizan aguas arriba de las mismas.
Estos resultados demuestran la presencia de enzimas que confieren resistencia a β-lactámicos relevantes en estos suelos y su capacidad de adaptarse rápidamente para proporcionar mayores niveles de resistencia.
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