Determinantes de la transferibilidad de los genes de resistencia a antibióticos codificados por plásmidos

La resistencia a los antibióticos representa una de las principales amenazas globales para la salud pública, impulsada en gran medida por la diseminación de genes de resistencia a antibióticos (ARGs) a través de plásmidos conjugativos. Este estudio tuvo como objetivo identificar los factores clave que determinan la persistencia y los costes de adecuación asociados al transporte de ARGs codificados en plásmidos en distintos contextos bacterianos. Se construyó un panel diverso de ARGs que varían en clase funcional, perfil de resistencia, origen filogenético, contenido GC y tamaño, y se introdujeron en dos cepas de Escherichia coli, MG1655 y ATCC 25922, representando contextos genéticos y ecológicos diferenciados. Las determinaciones de concentración mínima inhibitoria (MIC) y los análisis de curvas de crecimiento revelaron que los costes de adecuación asociados al transporte de ARGs son multifactoriales, influenciados por la función del gen, las demandas de expresión y las interacciones con la fisiología del hospedador. Los mecanismos de resistencia de amplio espectro, como las bombas de eflujo, impusieron las mayores cargas, mientras que algunos genes de reemplazo de diana e inactivación fueron mejor tolerados. Estos hallazgos subrayan que los ARGs con un coste reducido a corto plazo pueden persistir en poblaciones bacterianas, mientras que los genes de alto coste son menos propensos a mantenerse en ausencia de presión selectiva, lo que ofrece información relevante para el diseño de estrategias dirigidas a mitigar la propagación de determinantes de resistencia móviles y costosos. ABSTRACT Antibiotic resistance represents a major global threat to public health, driven largely by the dissemination of antibiotic resistance genes (ARGs) through conjugative plasmids. This study aimed to identify the key factors shaping the persistence and fitness costs of plasmid-encoded ARGs across different bacterial backgrounds. We constructed a diverse panel of ARGs varying in functional class, resistance profile, phylogenetic origin, GC content, and size, and introduced them into two Escherichia coli strains, MG1655 and ATCC 25922, representing distinct genetic and ecological contexts. Minimal inhibitory concentration (MIC) determinations and growth curve analyses revealed that fitness costs of ARG carriage were multifactorial, influenced by gene function, expression demands, and interactions with host physiology. Broad-spectrum resistance mechanisms, such as efflux pumps, imposed the greatest burdens, while some target replacement and inactivation genes were better tolerated. These findings highlight that ARGs with minimal short-term cost may persist in bacterial populations, whereas high-cost genes are less likely to do so without selective pressure, offering insight for strategies aimed at mitigating the spread of costly and mobile resistance determinants.