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6º FORO INTERNACIONAL DE ALIMENTOS SANOS
DIRECCIÓN GENERAL DE INOCUIDAD AGROALIMENTARIA, ACUÍCOLA Y PESQUERASLP, Mayo, 2018
“USO DE LA SECUENCIACIÓN DE NUEVA GENERACIÓN EN LA INOCUIDAD AGROALIMENTARIA EN MÉXICO”
PRIORIDADES ESTRATÉGICAS
Regula los estándares sanitarios y fitosanitarios
Protege contra plagas y enfermedadesexóticas
Lucha contra plagas y enfermedadespresentes en el territorio mexicano
Genera confianza en la seguridad y calidad alimentaria
Promueve las exportaciones agrícolas, así como la cultura de la sanidad e inocuidad agroalimentaria
SENASICA es un órgano desconcentrado de la Secretaría deAgricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación que:
Dirección General de Inocuidad
Agroalimentaria, Acuícola y Pesquera
Dirección de Establecimientos Tipo
Inspección Federal
Dirección de Inocuidad Agroalimentaria,
Operación Orgánica y Plaguicidas de Uso
Agrícola
Dirección de Bioseguridad para
Organismos Genéticamente
Modificados
Dirección del Centro Nacional de Referencia
de Plaguicidas y Contaminantes
Centro Nacional de Referencia de Plaguicidas y
Contaminantes
Laboratorio de Diagnóstico para la
Detección de Organismos Patógenos
Centro Nacional De Referencia para la Detección de OGM
SENASICA
CONCEPTOS BÁSICOS
GENOMAS BACTERIANOS
• Cromosoma único y circular + material extracromosómico
• Diversos• Dinámicos (variación horizontal)
MUTACIONES, FUENTE DE VARIACIÓN VERTICAL
Secuencia original
Mutación puntual
Es la determinación del orden de las bases nucleotídicas que conforman el ADN de un organismo.
¿QUÉ ES LA SECUENCIACIÓN DE ADN?
https://www.genome.gov/27563183/secuenciacin-del-adn/
• La secuenciación representa la tecnología más relevante para el análisis de ADN.• Si conocemos la secuencia de ADN de un organismo (genoma), podemos
caracterizarlo, conocer toda su historia.
El orden de las notas determina la melodía
El orden de las bases nucleotídicas, así como su
interacción con el ambiente, determina al organismo
>CP003278.1 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi str. P-stx-12, complete genome
AGAGATTACGTCTGGTTGCAAGAGATCATAACAGGGGAAATTGATTGAAAATAAATATATCGCCAGCAGCACATGAACAAGTTTCGGAATGTGATCAATTTAAAAATTTATTGACTTAGGCGGGCAGATACTTTAACCAATATAGGAATACAAGACAGACAAATAAAAATGACAGAGTACACAACATCCATGAACCGCATCAGCACCACCACCATTACCACCATCACCATTACCACAGGTAACGGTGCGGGCTGACGCGTACAGGAAACACAGAAAAAAGCCCGCACCTGAACAGTGCGGGCTTTTTTTTCGACCAGAGATCACGAGGTAACAACCATGCGAGTGTTGAAGTTCGGCGGTACATCAGTGGCAAATGCAGAACGTTTTCTGCGTGTTGCCGATATTCTGGAAAGCAATTCCAGGCAAGGGCAGGTAGCGACCGTACTTTCCGCCCCCGCGAAAATTACCAACCATCTGGTGGCGATGATTGAAAAAACTATCGGCGGCCAGGATGCTTTGCCGAATATCAGCGATGCCGAACGTATTTTTTCTGACCTGCTCGCAGGACTTGCCAGCGCGCAGCCGGGATTCCCGCTTGCACGGTTGAAAATGGTTGTCGAACAAGAATTCGCTCAGATCAAACATGTTTTGCATGGTATCAGCCTGCTGGGTCAGTGCCCGGATAGCATCAACGCCGCGCTGATTTGCCGTGGCGAAAAAATGTCGATCGCGATTATGGCGGGACTCCTGGAGGCGCGTGGACATCGCGTCACGGTGATCGATCCGGTAGAAAAACTGCTGGCGGTGGGCCATTACCTTGAATCTACCGTCGATATCGCGGAATCGACTCGCCGTATCGCCGCCAGCCAGATCCCGGCCGATCACATGATCCTGATGGCGGGCTTTACTGCCGGTAATGAAAAGGGTGAACTGGTGGTGCTGGGCCGTAATGGTTCCGACTATTCCGCCGCCGTGCTGGCCGCCTGTTTACGCGCTGACTGCTGTGAAATCTGGACTGACGTCGATGGCGTGTATACCTGTGACCCGCGCCAGGTGCCGGACGCCAGGCTGTTGAAATCGATGTCCTACCAGGAAGCGATGGAGCTCTCTTACTTCGGCGCTAAAGTCCTTCACCCTCGCACCATAACGCCTATCGCCCAGTTCCAGATCCCCTGTCTGATTAAAAATAC
¿CÓMO SE VE UN GENOMA?
RESISTENCIA A LOS ANTIMICROBIANOS
¿QUÉ SON LOS ANTIMICROBIANOS?
Son sustancias que destruyen a los microorganismos o impiden su multiplicación o desarrollo.
• Antibacterianos = antibióticos
• Antimicóticos
• Antiparasitarios
• Antivirales
• Antirretrovirales
¿CÓMO ACTÚAN LOS ANTIMICROBIANOS?
Los principales blancos de los antibióticos son:
• Pared celular bacteriana
• Membrana celular
• Síntesis protéica
• Síntesis de DNA y RNA
• Metabolismo del ácido fólico (vitamina B9)
Estos mecanismos son distintos o inexistentes en células eucariontes,por lo que los antibióticos son relativamente no tóxicos.
(Wright, 2010)
EJEMPLO: MECANISMO DE ACCIÓN DE LA PENICILINA
PENICILINA
La resistencia a los antimicrobianos describe un fenómenonatural en el que microorganismos como bacterias, virus,parásitos y hongos pierden sensibilidad a los efectos de losmedicamentos antimicrobianos, como los antibióticos, queanteriormente eran eficaces en el tratamiento de infecciones.
¿QUÉ ES LA RESISTENCIA A LOS ANTIMICROBIANOS (RAM)?
http://www.fao.org/zhc/detail-events/en/c/451065/
¿QUÉ ES LA RESISTENCIA A LOS ANTIMICROBIANOS (RAM)?
• Es un fenómeno natural que protege a los productores de antimicrobianosde sus propios productos.
• Tan antigua como los antimicrobianos, es la respuesta evolutiva a la presiónselectiva que resulta de la exposición a dichos compuestos.
• Los antimicrobianos seleccionan a las bacterias que han adquirido resistenciapor transferencia desde otras bacterias.
MECANISMOS DE RAM MÁS COMUNES
(Wright, 2010)
1. Modificar la moléculadel antimicrobiano.
2. Evitar que el antimicrobiano alcancesu blanco (reduciendola penetración o bombeándoloactivamente hacia el exterior.
3. Cambiar o bloquear los sitios blanco.
4. Mediante procesosadaptativos globales(celulares).
(Munita & Arias, 2016)
MECANISMO DE RESISTENCIA A LA PENICILINA
Genes que codifican para “Penicillin binding Proteins” mutantes, con menor afinidad por la penicilina. El antimicrobiano no las puede “bloquear”.
Desde 1928, año en que Alexander Flemingdescubrió la pencilina, los antibióticos hansalvado millones de vidas y han permitido elaumento de la esperanza de vida de al menos30 años. Su espectro de acción, se ha ampliadoconsiderablemente desde entonces.
Ganadería:• Terapia, control y prevención de enfermedades.• Promoción de crecimiento.
Acuacultura:• Prevención y control de la incidencia de
patógenos que afectan los sistemas de cultivo.
Cultivo de árboles frutales• Protección contra enfermedades p. ej. “tizón de
fuego”.Phillips et al, 2004.
Phillips et al., 2004
¿CUÁL ES EL PROBLEMA DE LA RAM?
DISPERSIÓN DE LA RAM
Diseminación horizontal y vertical de genes de resistencia.
Directas
• Aumento de:
– Mortandad
– Gravedad o duración de las enfermedades
• Reducción de:
– Productividad
– seguridad alimentaria.
CONSECUENCIAS DE LA RAM
Indirectas
• Aumento de:
– Costos de tratamiento
Predicción (FAO):
– 10,000 de muertes humanas/año
– Reducción del 2% al 3.5% PIB mundial
2016 Victoria rural, Australia. Hombre de 56 añosmuere por infección de Klebsiella pneumoniaeresistente a todos los antibióticos disponibles ensu país (Mandrawa et al., 2016).
2017 Nevada, EUA. Los Centros de Control yPrevensión de Enfermedades (CDC) reportanfallecimiento de mujer por bacteria resistente a26 antibióticos contraída en India (Chen et al.,2016).
2017 China. Wang y colaboradores reportan laemergencia de un “superbug” de Escherichiacoli, resistente a todos los antibióticos de útimorecurso (Wang et al., 2017).
Ventola (2015)
MULTIRESISTENCIA, UN NUEVO PROBLEMA
• Resistencia a más de una familia o grupo de antimicrobianos.• Resistencia de relevancia clínica.
¿QUÉ ESTÁ HACIENDO MÉXICO ANTE EL PROBLEMA DE RAM?
En el marco del desarrollo del Plan Nacional deResistencia Antimicrobiana, el Centro Nacional deDiagnóstico en Salud Animal (CENASA), adscrito ala Dirección General de Salud Animal (DGSA) y laSubdirección de Secuenciación y Bioinformáticadel Centro Nacional de Referencia de Plaguicidas yContaminantes (CNRPyC) del SENASICA, seencuentra realizando la Secuenciación de GenomaCompleto (WGS) de cepas de interésagroalimentario.
Posteriormente mediante análisis bioinformáticosse lleva a cabo la asignación de serotipo ydetección de genes de resistencia antimicrobiana.
1. PLAN NACIONAL DE RESISTENCIA ANTIMICROBIANA (RAM)
PLAN NACIONAL DE RESISTENCIA ANTIMICROBIANA (RAM)
Muestreo en Campo
Rastros TIF
Aislamiento e identificación fenotípica de
las cepas
LDDOP: Recepción y
conservación
Envío de cepas y
Metadatos al CNRPyC
SSB
Secuenciación y análisis
bioinformático
Secuenciación de Genoma Completo
(WGS)
MiSeq/NextSeqIllumina
Análisis Bioinformático
Emisión de Reportes de Resultados
Base de Datos
Ensamble de LecturasMLST y RAM por SRST2Serotipificaciónpor SeqSero
Flujo de Trabajo
28 Establecimientos TIF20 Estados de la República
Hasta el momento se han secuenciado 239muestras de las 395 muestras remitidas porel CENASA al Laboratorio de Diagnósticopara la Detección de Organismos Patógenos(LDDOP), de los géneros Salmonella,Escherichia y Enterococcus.
MUESTRAS PARA SECUENCIACIÓN DE GENOMA COMPLETO
GéneroMuestras
secuenciadas
Salmonella enterica
17
Escherichia coli 222
Software: SRST2 y ARIBA
IDENTIFICACIÓN DE GENES DE RESISTENCIA A ANTIMICROBIANOS
DB ARG-ANNOT
(Antibiotic Resistance
Gene-ANNOTation)
CARD (Comprehensive
Antibiotic Resistance Database)
CATEGORÍAS DE ANTIMICROBIANOS PARA LOS QUE SE HAN ENCONTRADO GENES DE RAM 10/15
• Acido FusÍdico
• Aminoglucósidos
• Betalactámicos
• Fluoroquinolonas
• Fosfomicina
• Glicopéptidos
• Macrólidos-Lincosamidas-Estreptograminas
• Nitroimidazol
• Oxazolidinonas
• Fenicoles
• Rifampicina
• Sulfonamidas
• Tetraciclinas
• Trimetoprima
• Colistina
DISTRIBUCIÓN DE GENES DE RAM EN AISLADOS DE Salmonella sp.
85 genes totales / 30 distintos
DISTRIBUCIÓN DE GENES DE RAM EN AISLADOS DE Escherichia coli
3466 genes totales /120 distintos
NÚMERO DE GENES DE RAM DISTINTOS IDENTIFICADOS POR GÉNERO BACTERIANOSalmonella sp. 33 genes
Escherichia coli 120 genes
0
5
10
15
20
25
30
35
40N
úm
ero
de
ge
ne
s d
isti
nto
s id
en
rifi
cad
os
Clase de Antimicrobiano
E. coli
Salmonella
GENES DE RAM IDENTIFICADOS EN LOS AISLADOS DE Salmonella sp.
GENERACIÓN DE LA BASE DE DATOS DE GENES DE RAM
2. GENÓMICA Y FILOGEOGRAFÍA DE SALMONELLA EN MÉXICO
1557aislados de Salmonella
secuenciados
Año 2018
1783aislados de Salmonellarecibidos
75 SEROTIPOS IDENTIFICADOS
6260 GENES IDENTIFICADOS 594 CEPAS POTENCIALMENTE MULTIRESISTENTES
ANÁLISIS FILOGENÉTICOS. EJ. Salmonella Agona
ATLAS DE Salmonella en el SIS
3. MÉXICO, CENTRO COLABORADOR EN MATERIA DE RAM (OMS/OPS)
Datos de contacto de la Subdirección de Secuenciación y Bioinformática
Subdirectora Zhaila Isaura Santana Hernándezzhaila.santana@senasica.gob.mx
59051000Ext. 53040
Jefa de DepartamentoC. Fabiola Hernández Pérez
59051000Ext. 54825
dgiaap.iica44@senasica.gob.mx
MÉXICO PRÓSPERO PARA
TODOS
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
senasica.gob.mx
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