ESTUDIO DE LOS MECANISMOS DE ACCIÓN ANTIBACTERIANA DE PRODUCTOS NATURALES DE PLANTAS

ARENA ME; CARTAGENA E; BARDÓN A

Los Cocos-Cordoba

Conferencia; 3 er Workshop Argentino de Química Medicinal; 2008

AQA

La  resistencia a antibióticos (ATB) es un problema que constituye un desafío importante a resolver en el área de la salud. En particular, es preocupante la aparición de multiresistencia a antibióticos en microorganismos patógenos humanos, tales como Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa. Nuevos ATB y nuevas estrategias terapéuticas son necesarias para afrontar este desafío. Los avances en la identificación química de nuevas sustancias con acción antibiótica a partir de productos naturales y la síntesis de derivados permiten ampliar la diversidad estructural de potenciales medicamentos. Es necesario, no sólo estudiar la tradicional inhibición del crecimiento, sino también los mecanismos de resistencia o virulencia microbiana a fin de lograr antibióticos más potentes y selectivos. Uno de los paradigmas más grandes en la microbiología era la concepción de la existencia de las bacterias como organismos asociales, cuya única actividad era dividirse para generar nuevas bacterias, cada una, idéntica a la otra. Sin embargo, actualmente se conoce que lejos de esta conducta aislada, existe una conducta grupal, la cual sigue la norma: “La unión hace la fuerza”. Pero si las bacterias realmente pueden tener una conducta como grupo, entonces se hace necesaria la existencia de un sistema de comunicación entre ellas, a través del cual puedan “votar y decidir” qué les conviene y actuar en grupo para conseguirlo. En 1994, Fuqua y colaboradores usaron el término quórum sensing (QS) para describir un mecanismo  de comunicación dependiente de la densidad celular. Este proceso está basado en la producción de moléculas que sirven como señales cuya concentración depende de la densidad del organismo que la produce. El biofilm (BF) (uno de los  principales mecanismos de resistencia), se forma cuando la densidad bacteriana o quórum alcanza un umbral. El BF se define como comunidades de microorganismos que crecen embebidos en una matriz de exopolisacáridos adheridos a una superficie inerte o un tejido vivo. Los antibióticos convencionales no son efectivos contra bacterias en este estado fisiológico. Recientemente, nuestro grupo de trabajo publicó los resultados de la evaluación de los efectos de sesquiterpenoides y acetogeninas annonáceas sobre la formación de biofilms de cepas de P. aeruginosa. De los 22 compuestos cuyos efectos evaluamos (provenientes de Asteraceae y Hepaticae) algunos inhibieron la formación de BF a concentraciones tan bajas como 0.25 microgramos/ml y otros la estimularon a las mismas concentraciones. Estructuralmente, todos los productos sometidos al bioensayo compartían un grupo g-lactona, una característica estructural que también tienen las moléculas biosintetizadas por bacterias Gram-negativas (N-acil lactonas de homoserina) productoras de biofilm a fin de intercomunicarse cuando el número de bacterias es suficiente para empezar a producir BF.  Uno de los sesquiterpenoides activos fue Acanthospermal B (AcB), lactona sesquiterpénica aislada de Acanthospermum hispidum DC. que demostró su actividad frente a P. aeruginosa y S. aureus meticilino resistente (MRSA). Los estudios se ampliaron para investigar los mecanismos de acción y determinar su acción bacteriostática y la inhibición de biofilm. Estudios realizados por microscopía electrónica demostraron que a valores de MBC, AcB produce lisis celular por ruptura de la membrana en tan sólo 2 horas de contacto, independientemente de la fase de crecimiento bacteriano en la cual se realice el ensayo. Estudios de biología molecular demostraron que 20 µg/ml de AcB son suficientes para inhibir la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), llevada a cabo con cebadores universales sobre cepas de Bacillus subtilis que no tuvieron contacto previo con AcB. Este resultado indica que la síntesis de DNA se ve afectada por la presencia de AcB. Cuando incubamos MRSA, en presencia de distintas concentraciones de AcB durante  72 horas, al realizar la extracción del DNA, se observa un efecto de desnaturalización en el DNA total y plasmídico a partir de 7.5 µg/ml de AcB. Este resultado sugiere que AcB o algún metabolito formado a partir del mismo, afecta el DNA bacteriano, indicando que AcB actuaría en al menos dos formas distintas para inhibir a MRSA. Para estudios in vivo, pusimos a punto modelos de infecciones agudas y crónicas por inoculación intradérmica de MRSA en ratones tipo balc/b. En ambos modelos (agudo y crónico), AcB disminuye el recuento celular tanto en piel como en hígado y bazo resultando ser un hepato-protector total para infecciones agudas. Creemos que en la búsqueda de antibióticos para infecciones resistentes, el estudio de los mecanismos de acción es impostergable.