Estandarización de pipelines para la identificación de genes de resistencia a los antimicrobianos a partir de metagenomas con lecturas obtenidas por NGS

Abstract

El incremento mundial de resistencia a antimicrobianos exige diagnósticos más rápidos y precisos. Actualmente, la Secuenciación de Siguiente Generación (NGS) ha permitido la detección integral de genes de resistencia a antimicrobianos (ARGs), superando las limitaciones de la PCR, pero se ha demostrado que requiere complementarla con bioinformática. El presente estudio permite estandarizar pipelines bioinformáticos para determinar el método más eficiente para mejorar la sensibilidad y precisión en la identificación de ARGs a partir de metagenomas y genomas con lecturas obtenidas por NGS. Se usaron datos de metagenomas y genomas secuenciados con tecnologías Oxford Nanopore Technologies (ONT) e Illumina desde NCBI SRA, y se analizaron en Galaxy Trkr. En el caso de ONT se realizó un análisis de calidad con Nanoplot y Porechop, ensamblaje con MEGAHIT y clasificación con MetaBAT2. En ILLUMINA, se usaron las herramientas Trimmomatic, ensamblaje con metaSPAdes y binning con MetaBAT2. La identificación de ARGs se realizó con la herramienta ABRICATE y la base de datos ResFinder, para la clasificación taxonómica se empleó Kraken2 y se visualizó por Krona Pie Chart. También se evaluó la calidad del ensamblaje mediante Quast. Se detectaron ARGs en todos los experimentos, evidenciando variación en la cantidad y tipos según el origen clínico, destacando genes de importancia clínica como mecA, blaTEM, blaOXA y fosA, asociado a antibióticos de primera línea. De igual manera, el análisis Quast mostró diferencias en la cobertura y fragmentación del ensamblaje entre ambas tecnologías de secuenciación. En conclusión, los pipelines estandarizados permitieron la identificación precisa y eficiente de ARGs en metagenomas y genomas de NGS, evidenciando la diversidad genética y taxonómica de muestras clínicas. Los datos de los experimentos de ILLUMINA fueron más robustos en términos de ensamblaje, mientras que ONT, a pesar de ser útil para lecturas largas, presentaron problemas en el ensamblaje y cobertura.