GENOMIC AND EVOLUTION OF ANTIBIOTIC-RESISTANT BACTERIA: FROM MOLECULAR EPIDEMIOLOGY TO PHYLOGENOMICS (Q3193769)
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Project Q3193769 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | GENOMIC AND EVOLUTION OF ANTIBIOTIC-RESISTANT BACTERIA: FROM MOLECULAR EPIDEMIOLOGY TO PHYLOGENOMICS |
Project Q3193769 in Spain |
Statements
96,800.0 Euro
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193,600.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2018
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31 December 2021
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UNIVERSIDAD DE VALENCIA
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39°30'14.11"N, 0°26'31.56"W
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46190
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LA RESISTENCIA A LOS ANTIBIOTICOS REPRESENTA UNA DE LAS MAYORES AMENAZAS A LA SALUD PUBLICA MUNDIAL. NUESTRO GRUPO DE INVESTIGACION TRABAJA DESDE HACE AÑOS EN LA APLICACION DE LOS METODOS Y CONCEPTOS DE LA EVOLUCION Y GENETICA DE POBLACIONES MOLECULAR AL ESTUDIO DE MICROORGANISMOS PATOGENOS, EN LO QUE SE CONOCE COMO EPIDEMIOLOGIA MOLECULAR. ADEMAS DE TRABAJAR EN CUESTIONES DE INTERES CIENTIFICO, TOMAMOS PROBLEMAS Y DEVOLVEMOS RESULTADOS RELEVANTES A LAS AUTORIDADES SANITARIAS, LOGRANDO UNA INTERESANTE APLICACION DE UNA DISCIPLINA BIOLOGICA BASICA. EN ESTE CONTEXTO, EN ESTE PROYECTO NOS PLANTEAMOS ESTUDIAR UNA AMPLIA COLECCION PROSPECTIVA DE AISLADOS DE UNA BACTERIA DE GRAN INTERES PARA LA SALUD PUBLICA, KLEBSIELLA PNEUMONIAE, PARA ANALIZAR LOS PROCESOS EVOLUTIVOS QUE AFECTAN A SU DINAMICA EN LA POBLACION DE LA COMUNIDAD VALENCIANA, CON ESPECIAL INTERES EN CEPAS RESISTENTES A ANTIBIOTICOS. POR SU RELEVANCIA CLINICA Y PARA LA SALUD PUBLICA, NOS CENTRAREMOS EN CEPAS PRODUCTORAS DE BETA-LACTAMASAS DE ESPECTRO EXTENDIDO Y/O CARBAPENEMASAS. MUCHOS DE LOS GENES RESPONSABLES DE ESTOS FENOTIPOS SE LOCALIZAN EN PLASMIDOS QUE SON FACILMENTE TRANSFERIDOS ENTRE CEPAS DE K. PNEUMONIAE Y QUE TAMBIEN PUEDEN LLEGAR A ELLA DESDE OTRAS ESPECIES. POR TANTO, UN OBJETIVO ADICIONAL PERO ESTRECHAMENTE RELACIONADO CON EL ANTERIOR SERA LA CARACTERIZACION DE ESTOS PLASMIDOS, SU DINAMICA DE MOVILIZACION Y, DE FORMA MAS NOVEDOSA, LAS CONSECUENCIAS ADAPTATIVAS DE LA MISMA REFLEJADAS EN LAS SECUENCIAS DE SUS GENOMAS. NOS INTERESAN, PARTICULARMENTE, LAS INTERACCIONES ESTABLECIDAS ENTRE GENES DE LOS PLASMIDOS Y ENTRE ELLOS Y LOS DEL CROMOSOMA BACTERIANO, LO QUE CONOCEMOS COMO ESPISTASIAS. QUEREMOS ESTUDIAR LA RELEVANCIA DE LAS EPISTASIAS EN EL ESTABLECIMIENTO Y EXPANSION DE MULTIRRESISTENCIAS A ANTIBIOTICOS. ESTE ASPECTO TAMBIEN SERA ABORDADO CON UN DISEÑO MUY DIFERENTE, DE EVOLUCION EXPERIMENTAL EN CULTIVOS DE LABORATORIO. PARA ELLO TRABAJAREMOS CON VARIOS LINAJES EVOLUTIVOS PERO DE INTERES EPIDEMIOLOGICO DE K. PNEUMONIAE, INCORPORANDO UN NIVEL ADICIONAL DE COMPLEJIDAD, EL FONDO GENOMICO, EN EL ANALISIS DE LAS EPISTASIAS. NUESTRO CUARTO Y ULTIMO OBJETIVO PARTE DE RESULTADOS OBTENIDOS CON TREPONEMA PALLIDUM EN EL ACTUAL PROYECTO BFU2014-58656-R Y EN EL NOS PLANTEAMOS ANALIZAR EL PAPEL DE LA RECOMBINACION Y LA SELECCION EN LA EXPANSION EPIDEMICA DE UN CLON DE LA SUBESPECIE T. PALLIDUM PALLIDUM, AGENTE CAUSAL DE LA SIFILIS, QUE ES RESISTENTE A LA AZITROMICINA, ANTIBIOTICO QUE NO SE USA HABITUALMENTE EN LAS INFECCIONES DE ESTA BACTERIA PERO QUE ES DE USO FRECUENTE EN EL TRATAMIENTO DE OTRAS ITS, COMO GONORREA Y CLAMIDIASIS. EN RESUMEN, EL PROYECTO COMBINARA EL ESTUDIO A GRAN ESCALA DE GENOMAS BACTERIANOS, LA EVOLUCION EXPERIMENTAL, Y LA EPIDEMIOLOGIA MOLECULAR Y EVOLUTIVA PARA ESTUDIAR LA DINAMICA EPIDEMICA Y DE MOVILIZACION DE GENES DE RESISTENCIA A ANTIBIOTICOS EN LA COMUNIDAD VALENCIANA. LOS RESULTADOS ESPERABLES SON RELEVANTES PARA LAS AUTORIDADES REGIONALES DE SALUD PUBLICA A LA VEZ QUE CONTRIBUIRAN A NUESTRO CONOCIMIENTO BASICO DE LA EVOLUCION DE LAS MULTIRRESISTENCIAS A ANTIBIOTICOS (Spanish)
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ANTIBIOTIC RESISTANCE IS ONE OF THE MAJOR THREATS FOR PUBLIC HEALTH. OUR RESEARCH GROUP HAS BEEN WORKING FOR MANY YEARS IN THE APPLICATION OF EVOLUTION AND POPULATION GENETICS METHODS TO STUDY PATHOGENIC MICROORGANISMS, IN WHAT IS KNOWN AS MOLECULAR EPIDEMIOLOGY. APART FROM WORKING ON SCIENTIFICALLY RELEVANT QUESTIONS, WE INCORPORATE PROBLEMS FROM AND RETURN RELEVANT RESULTS TO PUBLIC HEALTH AUTHORITIES, THUS ACHIEVING AN INTERESTING AND FRUTIFUL APPLICATION OF A BASIC BIOLOGICAL DISCIPLINE. IN THIS CONTEXT, THIS PROJECT IS AIMED AT STUDYING A LARGE PROSPECTIVE COLLECTION OF ISOLATES OF A CLINICALLY AND PUBLIC HEALTH RELEVANT BACTERIUM, KLEBSIELLA PNEUMONIAE, TO ANALYZE THE EVOLUTIONARY PROCESSES THAT AFFECT ITS DYNAMICS IN THE COMUNIDAD VALENCIANA, WITH A SPECIAL INTEREST IN ANTIBIOTIC RESISTANT STRAINS. BECAUSE OF THEIR CLINICAL AND PUBLIC HEALTH RELEVANCE, WE WILL FOCUS IN EXTENDED-SPECTRUM BETA-LACTAMASE AND/OR CARBAPENEMASE PRODUCING STRAINS. MANY OF THE GENES RESPONSIBLE FOR THESE PHENOTYPES ARE LOCATED ON PLASMIDS THAT CAN BE EASILY TRANSFERRED AMONG K. PNEUMONIAE STRAINS OR FROM OTHER SPECIES INTO THEM. CONSEQUENTLY, A SEPARATE BUT CLOSELY RELATED GOAL WILL BE THE CHARACTERIZATION OF THESE PLASMIDS, THEIR MOBILIZATION DYNAMICS BUT, AS A NOVELTY, ITS ADAPTIVE CONSEQUENCES AS THEY ARE REFLECTED IN THEIR GENOME SEQUENCES. WE ARE PARTICULARLY INTERESTED IN THE INTERACTIONS BETWEEN PLASMID GENES AND BETWEEN THESE AND THOSE IN THE BACTERIAL CHROMOSOME, WHAT IS KNOWN AS EPISTASIS. WE WANT TO STUDY THE RELEVANCE OF EPISTASIS IN THE ESTABLISHMENT AND EXPANSION ON MULTIRRESISTANCE TO ANTIBIOTICS. THIS POINT WILL ALSO BE ADDRESSED WITH A VERY DIFFERENT APPROACH, USING EXPERIMENTAL EVOLUTION IN LABORATORY CULTURES. IN THIS GOAL, WE WILL WORK WITH SEVERAL EVOLUTIONARY LINEAGES, WHICH WILL ALLOW US TO INCORPORATE AN ADDITIONAL LEVEL OF COMPLEXITY TO THE ANALYSIS OF EPISTASIS, THE GENOMIC BACKGROUND. OUR FOURTH AND LAST GOAL STEMS FROM PREVIOUS RESULTS IN THE CURRENT PROJECT BFU2014-58656-R WITH TREPONEMA PALLIDUM. WE WILL ANALYZE THE ROLE OF RECOMBINATION AND NATURAL SELECTION IN THE EPIDEMIC EXPANSION OF A CLONAL LINEAGE OF THE SUBSPECIES T. PALLIDUM PALLIDUM, THE CAUSAL AGENT OF SYPHILIS, WHICH IS RESITANT TO AZYTROMICIN. THIS ANTIBIOTIC IS NOT USED REGULARLY TO FIGHT THE INFECTIONS BY THIS BACTERIUM BUT IT IS FREQUENTLY USED IN THE TREATMENT OF OTHER STIS, SUCH AS GONORRHOEAE AND CHLAMYDIASIS. TO SUMMARIZE, THIS PROJECT WILL COMBINE LARGE-SCALE ANALYSES OF BACTERIAL GENOMES, EXPERIMENTAL EVOLUTION, AND MOLECULAR AND EVOLUTIONARY EPIDEMIOLOGY TO STUDY THE EPIDEMIC DYNAMICS AND MOBILIZATION OF ANTIBIOTIC RESISTANCE GENES IN THE COMUNIDAD VALENCIANA. THE EXPECTED RESULTS ARE RELEVANT FOR PUBLIC HEALTH AUTHORITIES AND, SIMULTANEOUSLY, WILL CONTRIBUTE TO OUR BASIC KNOWLEDGE ABOUT THE EVOLUTION OF MULTIPLE RESISTANCES TO ANTIBIOTICS. (English)
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Paterna
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Identifiers
BFU2017-89594-R
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