Bacterias lácticas como biofármacos con actividad antipatogénica y antimutagénica

Abstract

El creciente aumento en el número de bacterias resistentes a antibióticos se ha convertido en una amenaza para la salud pública, lo que ha llevado a la búsqueda de nuevas alternativas al tratamiento con antibióticos. Entre estos nuevos enfoques, se ha propuesto un ataque indirecto a las bacterias, interfiriendo con su sistema de comunicación, también conocido como Quorum sensing (QS). La comunicación microbiana coordina muchas de las vías de virulencia y patogenicidad. Por lo tanto, los inhibidores de QS podrían ser una herramienta interesante para controlar al patógeno. Pocas investigaciones han estudiado los compuestos producidos por las bacterias lácticas que afectan la virulencia y la comunicación química de los patógenos. Este trabajo, tiene como objetivo investigar si los extractos clorofórmicos obtenidos a partir del sobrenadante de bacterias lácticas de origen humano (Lacticaseibacillus casei CRL 431 y Lactobacillus acidophilus CRL 730) y caprino (Bifidobacterium pseudolongum LVP14, Pediococcus pentosaceous LVP48, Peddiococcus pentosaceous LVP49 y Lactobacillus rhamnosus LVP30) pueden interferir con el crecimiento bacteriano, la formación y disrupción del biofilm, actividad metabólica y la producción de coagulasa y α-hemolisina de las cepas de Staphylococcus aureus y piocianina y elastasa de las cepas de Pseudomonas aeruginosa. Se evaluó el efecto de dichos extractos en el Quorum sensing bacteriano mediante ensayos con cepas biosensoras, Chromobacterium violaceum CV026 y VIR07. Se determinó la composición química de los extractos, mediante cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masa (CG-EM) y se realizaron pruebas de acoplamiento molecular con las proteínas LasR y RhlR (receptores QS de P. aeruginosa) y SarA y AgrA (receptores QS de S. aureus). Ninguno de los extractos inhibió el crecimiento de las bacterias en estudio. Sin embargo, fueron capaces de reducir la formación de biofilm, disminuir la actividad de α-hemolisina, coagulasa, elastasa y la producción de piocianina, la actividad metabólica en biofilm y producir una disrupción del mismo. El análisis CG-EM reveló que los principales compuestos en los extractos eran dicetopiperacinas. Estas moléculas mostraron capacidad de unirse a las proteínas reguladoras de QS, LasR, RhlR, SarA y AgrA en estudios de acoplamiento molecular. Por otro lado, teniendo en cuenta que hay una marcada correlación entre mutagenicidad y carcinogenicidad, se han desarrollado métodos físicos, químicos y biológicos para eliminar compuestos cancerígenos que pueden estar presentes en la dieta. Numerosos estudios han confirmado la antimutagenicidad de las cepas de bacterias lácticas in vitro e in vivo. Entre los mecanismos para explicar esta propiedad se encuentra la adsorción física a nivel de pared celular del mutágeno. En este trabajo empleó el Test de Ames, además de posteriores ensayos de antimutagenicidad por adsorción física del mutágeno. Los resultados mostraron que todas las cepas de bacterias lácticas tuvieron capacidad de remover el mutágeno azida sódica, y que dicha capacidad fue en ascenso a medida que aumentó la biomasa bacteriana empleada. Por lo tanto, se concluye que los extractos clorofórmicos estudiados en esta tesis, ricos en dicetopiperacinas, representan una fuente innovadora de compuestos anti-Quorum sensing con interesantes propiedades antipatógenicas que hasta el momento habían sido poco explorados. A su vez la capacidad de adsorción de un mutágeno de acción directa, sitúa la biomasa de las bacterias lácticas como una opción interesante para explorar mecanismos de eliminación de sustancias mutagénicas.