| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| RESPUESTAS GENÓMICAS A LOS DESAFÍOS EN DIAGNÓSTICO RÁPIDO DE VIRUS EMERGENTES, VIGILANCIA EPIDEMIOLÓGICA AVANZADA DE TUBERCULOSIS Y CARACTERIZACIÓN DE INFECCIONES PROLONGADAS POR MICOBACTERIAS NO TUBERCULOSAS | | Autor/a | Buenestado Serrano, Sergio | | Departamento | Biomedicina y Biotecnología | | Director/a | García de Viedma del Álamo, Darío | | Codirector/a | Pérez García, Laura | | Fecha de depósito | 10-09-2025 | | Periodo de exposición pública | 10 a 24 de septiembre de 2025 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Programa | Biología Funcional y Biotecnología (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | La aplicación del análisis molecular y, más recientemente, del genómico ha transformado la identificación y caracterización de patógenos y la vigilancia de su transmisión. La transición hacia el lenguaje genómico ha abierto nuevas oportunidades en el entono clínico y en Salud Pública. Esta tesis se organiza en tres bloques dirigidos al desarrollo y evaluación de estrategias metodológicas para atender necesidades en cuanto a: i) la respuesta rápida frente a emergencias sanitarias causadas por patógenos emergentes; ii) la mejora de la vigilancia de la transmisión de Mycobacterium tuberculosis y iii) la caracterización intrapaciente de infecciones prolongadas por micobacterias no tuberculosas (MNT).
El primer bloque evalúa tecnologías moleculares y genómicas para reforzar el diagnóstico y la vigilancia en emergencias sanitarias, enfocándose en: i) la identificación de la variante Ómicron del SARS-CoV-2, analizando soluciones adaptadas a laboratorios con diferentes recursos; ii) la implementación de secuenciación rápida por nanoporos de SARS-CoV-2, demostrando su utilidad en identificación de variantes, caracterización precoz de casos importados, resolución de brotes nosocomiales e identificación de mutaciones de interés clínico y iii) el desarrollo de una estrategia de secuenciación dirigida de SNPs marcadores, evaluada en MPXV, que permitió vincular casos al brote de 2022 sin necesidad de secuenciación del genoma completo. Los resultados demuestran que es posible una combinación flexible de aproximaciones moleculares y genómicas para fortalecer la capacidad de respuesta precoz ante patógenos emergentes.
El segundo bloque se centra en la vigilancia de la transmisión de M. tuberculosis, donde la epidemiología genómica está consolidada pero aún demanda oportunidades de mejora, a las que hemos intentado dar respuesta mediante secuenciación de lecturas largas en nanoporos. Primero, para solventar la discontinuidad analítica entre los datos obtenidos por tipado molecular (MIRU-VNTR) y los nuevos resultados genómicos. Se infirieron los patrones MIRU-VNTR directamente desde los datos de secuenciación de lecturas largas, obteniendo concordancia con los perfiles experimentales. Segundo, se demostró el valor añadido de las lecturas largas para detectar diversidad en regiones repetitivas habitualmente excluidas en la secuenciación convencional, lo que permitió redefinir clusters de transmisión, diferenciar casos previamente considerados idénticos y precisar la cronología de la transmisión. Estos hallazgos refuerzan el papel de la secuenciación de lecturas largas como herramienta de mayor resolución en tuberculosis y como nexo entre la epidemiología molecular y la genómica.
El tercer bloque aborda las infecciones prolongadas por micobacterias no tuberculosas, un reto emergente en clínica. Mediante análisis genómicos se pudo diferenciar entre casos con infecciones persistentes, reinfecciones y coinfecciones. Dentro de las persistencias, se identificaron diversos patrones evolutivos intrapaciente, desde estabilidad absoluta hasta adquisiciones de diversidad rápidas y complejas. Destaca el análisis completo de una paciente infectada por M. abscessus durante 16 años, en el que se detectó una acumulación de diversidad incluso superior a los umbrales generalmente establecidos para diferenciar entre cepas. Estos hallazgos no podrían haber sido alcanzados con las aproximaciones analíticas convencionales.
En conjunto, esta tesis demuestra que la aplicación de enfoques genómicos permite mejorar la respuesta frente a emergencias sanitarias, refinar la vigilancia de la transmisión de M. tuberculosis y comprender las dinámicas de infección por MNT, aportando conocimiento para optimizar su diagnóstico, caracterización y manejo clínico personalizado. |
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