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Efecto de la variabilidad fenotípica en la dinámica evolutiva de resistencia a antibióticos    
  • J Carlos R Hernandez-Beltran,
  • Rafael Pena-Miller
J Carlos R Hernandez-Beltran
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Rafael Pena-Miller
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Abstract

Los plásmidos multicopia producen variabilidad en el número de copias entre células de la misma población. Si un plásmido de este tipo porta un gen benéfico entonces, distintas células portarán distinto número copias del gen y por lo tanto presentarán distintos fenotipos. Utilizamos un plásmido multicopia con un gen de resistencia a antibióticos por degradación enzimática como mecanismo generador de heterogeneidad fenotípica. Con este sistema, utilizamos antibióticos como presión selectiva para estudiar la dinámica de plásmidos en la población 
A nivel de poblaciones realizamos experimentos evolutivos donde sometimos distintas poblaciones de bacterias portanto un gen de resistencia tanto en un plásmido multicopia como en cromosoma ante un antibiótico para analizar sus comportamientos. Utilizamos cepas portadoras de plásmidos con resistencia a diferentes antibióticos y analizamos cómo los antibióticos actúan como presión selectiva sobre la distribución de plásmidos en la población.
A nivel de células individuales utilizamos un sistema experimental de microfluidos que nos permite controlar las condiciones ambientales y realizar observaciones en tiempo real mediante microscopia de epifluorescencia, con un modelo estocástico de agentes individuales simulamos computacionalmente cambios temporales en la frecuencia de distintas cepas en la población,  evaluamos explícitamente las ventajas adaptativas que el plásmido le confiere a la población cuando es sometida a diversos tratamientos de antibióticos (gradientes temporales, dosis constantes, tratamientos alternados, etc).  Este modelo teórico (parametrizado utilizando datos experimentales y con predicciones validadas empíricamente) nos permite concluir que los plásmidos pueden actuar como vehículos que facilitan la rápida adaptación a ambientes fluctuantes debido a que pueden aumentar la plasticidad fenotípica, así como la evolubilidad de las bacterias portadoras de plásmidos.