En este trabajo, Kieffer et al. demuestran que los integrones móviles, conocidos por portar numerosos genes de resistencia a antibióticos, también albergan sistemas de defensa frente a bacteriófagos. Los autores utilizan tanto técnicas in silico como in vitro para detectar y caracterizar hasta 47 sistemas de defensa frente a distintos fagos en diversos patógenos humanos, como Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa. Este estudio pone de manifiesto la importancia de los integrones como islas de defensa modulares, de bajo coste y móviles frente a múltiples amenazas como los antibióticos y los fagos. Estos resultados son especialmente relevantes en el contexto de la salud pública, en un momento en que la resistencia a los antibióticos es un problema creciente y la terapia fágica se plantea como una posible alternativa.
Resumen
Integrons are bacterial genetic elements that capture, stockpile, and modulate the expression of genes encoded in integron cassettes. Mobile integrons (MIs) are borne on plasmids, acting as a vehicle for hundreds of antimicrobial resistance genes among key pathogens. These elements also carry gene cassettes of unknown function (gcus) whose role and adaptive value remain unexplored. In this work, we show that gcus encode phage resistance systems, many of which are newly discovered. Bacteriophage resistance integron cassettes (BRiCs) can be combined and mixed with resistance cassettes to produce multiphage or drug and phage resistance. The fitness costs of BRiCs are variable and dependent on the genetic context and can be modulated by changing the order of cassettes in the array. Hence, MIs act as highly mobile, low-cost defense islands.
junio 2025
Sobre el grupo investigador
El laboratorio Molecular Basis of Adaptation (MBA), liderado por el Dr. José Antonio Escudero, estudia los integrones: plataformas genéticas bacterianas clave en la adaptación y con gran potencial biotecnológico. Los integrones son capaces de captar, expresar y reordenar una gran cantidad de cassettes que contienen, entre otros, genes de resistencia a antibióticos y mecanismos de defensa frente a bacteriófagos. En MBA investigamos su estructura, función e innovación evolutiva. También desarrollamos herramientas para diagnosticar rápidamente la resistencia antimicrobiana en muestras de ADN. Nuestro objetivo es entender y anticipar la adaptación bacteriana desde su base molecular.
Referencia del artículo
Kieffer N, Hipólito A, Ortiz-Miravalles L, Blanco P, Delobelle T, Vizuete P, Ojeda FM, Jové T, Jurenas D, García-Quintanilla M, Carvalho A, Domingo-Calap P, Escudero JA. Mobile integrons encode phage defense systems. Science, 388, 6747. 2025
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads0915
