Descifrando los micobiomas de hospitales que están asociados a las
infecciones fúngicas invasivas y el incremento de la resistencia a los
antibióticos [Unraveling the hospital mycobiomes associated with the invasive
fungal infections and the emergence of antimicrobial resistance]
Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación, Ref. PID2021-123184OA-I00. Duración: 01/09/2022- 30/04/2026.
Colección de cultivos fúngicos
Resumen: Los hospitales requieren una atención especial para proteger a sus pacientes frente las infecciones que se pueden adquirir en los ambientes sanitarios. Los hongos patógenos oportunistas causan infecciones fúngicas invasivas (IFI), que están asociadas principalmente a los pacientes inmunodeprimidos. Éstas matan anualmente a aproximadamente un millón y medio de personas en todo el mundo. Sin embargo, el conocimiento sobre los hongos que habitan en los ambientes hospitalarios es escaso y principalmente basado en técnicas microbiológicas de cultivo, las cuales presentan importantes limitaciones. Además, la creciente resistencia microbiana a los antibióticos, incluyendo la resistencia a los anti-fúngicos más usados para combatir los principales agentes causales de IFI (especies de Aspergillus y Candida) y otros patógenos emergentes (Mucorales, Fusarium, Scedosporium, Lomentospora and hongos dematiáceos), señala la necesidad de abordar estudios ambientales que permitan descubrir el origen de este problema.
Teniendo en cuenta estos desafíos, el proyecto Mycospitalomics estudiará la diversidad fúngica en varios hospitales españoles, utilizando un enfoque multidisciplinar principalmente basado en técnicas ómicas, con intensos muestreos ambientales (aire, superficies, agua, filtros de ventilación, etc.), para abordar los cuatro objetivos principales: (1) mejorar el conocimiento de las comunidades de hongos (micobiomas) asociadas al ambiente hospitalario mediante el análisis del ADN (DNA metabarcoding y qPCR), e identificar los factores claves que estructuran dichas comunidades, (2) mejorar los métodos de detección/cuantificación fúngica para evaluar la exposición a los hongos presentes en hospitales, (3) identificar los principales patógenos fúngicos oportunistas aislados de los hospitales de estudio y su resistencia a los compuestos anti-fúngicos, así como (4) caracterizar mediante análisis genómicos comparativos las poblaciones de los dos principales patógenos identificados.
Los resultados que se esperan en este proyecto tendrán un notable impacto sobre las siguientes áreas científicas: microbiología de edificios, exposición humana en ambientes interiores, salud pública y microbiología clínica. A corto o medio plazo, Mycospitalomics desarrollará técnicas novedosas para evaluar los riesgos ambientales asociados a la presencia de patógenos fúngicos y su resistencia a los antibióticos, lo cual permitirá prevenir posibles brotes de IFI en hospitales españoles y mejorará el tratamiento de sus pacientes. Además, este proyecto contribuirá a algunos de los principales desafíos globales de salud pública, como son las IFI, la resistencia a los antibióticos y la lucha contra los “superbugs” que presentan resistencia múltiple, los cuales son especialmente importantes en la actualidad, con la pandemia de la COVID-19 y el cambio climático.
Summary: The hospital environment requires special attention in order to protect patients against hospital-acquired infections. Opportunistic fungal pathogens cause life-threatening invasive fungal infections (IFI), which are mainly associated with immunocompromising conditions and kill annually about one and a half million people around the world. However, the knowledge on the fungi that inhabit healthcare settings is scarce and mostly based on the limited culture-dependent approaches. In addition, the current emergence of antimicrobial resistance (AMR) in both bacteria and fungi, including the most prevalent causal agents of IFI (Aspergillus and Candida species) and other emerging fungi (e.g. Mucorales, Fusarium, Scedosporium, Lomentospora and dematiaceous taxa), points out the need for further environmental studies to find out the origin of this problem.
Considering these challenges, the Mycospitalomics project will study the fungal diversity in hospitals from Spain, through an integrated approach mostly based on omics techniques applied on a comprehensive set of environmental samples and isolates, to address the four main objectives: (1) to build up knowledge on the mycobiomes in hospital environments and their key determinants by implementing a multi-faceted approach including advanced DNA methods (DNA metabarcoding and qPCR), (2) to improve the detection/quantification methods for monitoring fungal exposure in hospitals, (3) to identify the potential invasive fungal pathogens isolated from hospital environments and their antifungal drug resistance, and (4) to characterize the populations of the most relevant antifungal-resistant pathogens through comparative genomics.
The expected outputs will have a notable direct impact on scientific areas such as microbiology of the built environment, human exposure, public health and clinical microbiology. In the short- or medium-term, Mycospitalomics project will develop novel tools to assess the environmental risks associated with fungal pathogens and AMR in Spanish hospitals, in order to prevent potential IFI outbreaks and improve patient outcomes. Furthermore, this project will contribute to some key global public health challenges such as IFI, AMR and the emerging “superbugs” (multi-resistant microbes), which are especially critical under the current COVID-19 pandemic and the changing climate.
Participant(e)s:
Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC); IP: Dr. Pedro M. Martín Sánchez, Dra. Laura García Gutiérrez y Dra. Leonila Laiz Trobajo
Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), Madrid; Laboratorio de Referencia e Investigación en Micología; Dra. Emilia Mellado
Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS) / Hospital Virgen del Rocío. Grupo de investigación Microbiología Clínica y Molecular; Dra. Maite Ruiz Pérez de Pipaón
Instituto de Investigación Sanitaria la Fé (IISLF), Valencia. Grupo de investigación Infección Grave; Dra. Alba Ruiz Gaitán y Dr. Javier Pemán
Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), Valencia. FunGIA lab; Dr. David Peris Navarro
Universidad de Oslo, Oslo, Noruega. Oslo Mycology Group; Prof. Håvard Kauserud
Hospital Severo Ochoa, Leganés, Madrid. Dra. María Soledad Cuétara García y Dra. Sara Hernández Egido