Nueva esperanza contra infecciones de Salmonella resistentes
Investigaciones muestran que es prometedor combinar artesunato, EDTA y colistina para combatir bacterias resistentes.
Yajun Zhai, P. Liu, X. Hu, C. Fan, X. Cui, Q. He, D. He, X. Ma, G. Hu
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- Artesunato y su Potencial
- Objetivos del Estudio
- Procedimientos de Prueba
- Prueba de Actividad Antimicrobiana
- Prueba de Muerte por Tiempo
- Pruebas de Integridad de la Membrana
- Análisis de Fuerza Motriz de Proton
- Medición de Especies Reactivas de Oxígeno
- Análisis de Expresión Genética
- Pruebas In Vivo
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
La Salmonela es un germen conocido que puede causar enfermedades serias tanto en personas como en animales. Provoca infecciones que pueden resultar en intoxicación alimentaria y problemas estomacales. Con el tiempo, los doctores han usado antibióticos para tratar estas infecciones y hacer que los pacientes se sientan mejor más rápido. Sin embargo, el aumento de gérmenes que no responden a múltiples antibióticos se ha vuelto una gran preocupación para nuestra salud. Estos gérmenes resistentes, en particular un grupo llamado Enterobacteriaceae productora de carbapenemasa, son difíciles de tratar.
Debido a este problema creciente, los médicos están empezando a volver a un antibiótico más antiguo llamado polimixina, específicamente Colistina. Este medicamento es importante para tratar infecciones cuando otros antibióticos fallan. Pero usar colistina trae sus propios riesgos, ya que algunos gérmenes también pueden desarrollar resistencia a él.
La colistina es efectiva contra ciertos tipos de gérmenes, especialmente aquellos que son resistentes a otros antibióticos. Funciona descomponiendo la capa externa de las Bacterias, lo que lleva a su muerte. Lo hace adhiriéndose a la estructura exterior de las bacterias y alterando cómo se mantienen unidas. Además de la acción conocida de la colistina, los investigadores también han sugerido otras formas en que podría funcionar contra los gérmenes.
Lamentablemente, algunas bacterias han empezado a mostrar resistencia a la colistina, haciendo que sea menos efectiva. Esto se debe a varios mecanismos que permiten a los gérmenes sobrevivir incluso cuando el fármaco está presente. Algunos de estos mecanismos provienen de cambios en los genes bacterianos que les permiten esquivar los efectos de la colistina.
Para abordar el creciente problema de las bacterias resistentes, los investigadores están buscando tratamientos alternativos que sean más baratos y menos laboriosos que desarrollar nuevos antibióticos. Una idea prometedora es combinar fármacos existentes con otras sustancias para hacer que funcionen mejor. Esto incluye encontrar formas de revertir la resistencia de las bacterias a los medicamentos o usar productos naturales.
Muchos investigadores están estudiando diferentes compuestos que podrían ayudar a aumentar la efectividad de los antibióticos. Algunos de estos compuestos pueden actuar directamente contra los gérmenes o trabajar junto con los antibióticos para ayudarles a ser más efectivos. Por ejemplo, se ha encontrado que ciertos compuestos ayudan a los antibióticos existentes a funcionar mejor contra bacterias resistentes.
Artesunato y su Potencial
Uno de los compuestos interesantes que se están investigando es el artesunato. Este compuesto proviene de una hierba tradicional china y se ha usado principalmente para tratar la malaria. Más allá de sus poderes para combatir la malaria, estudios sugieren que el artesunato también puede ayudar a que otros antibióticos funcionen mejor contra bacterias resistentes.
Si bien el artesunato en sí no mata directamente a gérmenes resistentes como E. coli, se ha demostrado que ayuda a restaurar la efectividad de la colistina contra estos gérmenes. Cuando se combina con colistina, el artesunato mejora su capacidad para combatir las bacterias. Los investigadores están interesados en explorar cómo el artesunato podría potenciar el poder de la colistina, especialmente contra cepas resistentes.
Otro compuesto clave en esta fórmula es el EDTA. Esta sustancia también puede ayudar a que los antibióticos sean más efectivos. El EDTA funciona uniéndose a ciertos iones metálicos que las bacterias necesitan para sobrevivir, lo que puede debilitar las defensas bacterianas.
La combinación de artesunato, EDTA y colistina podría ofrecer una defensa más fuerte contra cepas resistentes de salmonela. Esta terapia combinada ha mostrado mucho potencial en estudios de laboratorio y podría ser un paso importante para controlar infecciones serias causadas por estas bacterias.
Objetivos del Estudio
El objetivo de esta investigación era investigar cómo el artesunato y el EDTA pueden mejorar la efectividad de la colistina contra cepas resistentes de salmonela. Específicamente, el estudio analizó cómo estos tratamientos combinados pueden trabajar juntos para superar la resistencia y dañar las membranas bacterianas.
Los investigadores iniciaron sus pruebas evaluando cuán bien funcionaban el artesunato, el EDTA y la colistina cuando se usaban solos contra diferentes cepas de salmonela. También observaron cómo cambiaba la efectividad de estos medicamentos cuando se combinaban. El objetivo era reunir suficiente evidencia para apoyar la idea de que esta combinación podría ayudar a tratar infecciones causadas por bacterias resistentes.
Procedimientos de Prueba
Prueba de Actividad Antimicrobiana
Los investigadores empezaron probando la cantidad mínima de cada sustancia necesaria para inhibir el crecimiento de diferentes cepas bacterianas. Esto se llama concentración inhibitoria mínima (CIM). Evaluaron cuán bien funcionaron la colistina, el artesunato y el EDTA contra cepas sensibles y resistentes de salmonela y E. coli. Los resultados indicaron que ni el artesunato ni el EDTA eran efectivos por sí solos, pero cuando se usaban junto con colistina, reducían significativamente la resistencia de las bacterias.
Prueba de Muerte por Tiempo
Luego se monitoreó el crecimiento de las bacterias durante un período de tiempo cuando fueron tratadas con los medicamentos. Los investigadores buscaron cambios en cómo podía crecer la bacteria después de recibir tratamientos con colistina sola y en combinación con artesunato y EDTA. Descubrieron que las dosis más altas de colistina eran mucho más efectivas contra las bacterias cuando se combinaban con artesunato y EDTA.
Pruebas de Integridad de la Membrana
Para entender mejor cómo funcionaban juntos estos medicamentos, los investigadores observaron el estado de las membranas externas de las bacterias. Midieron cuánta luz se emitía cuando se añadían ciertos colorantes fluorescentes a las bacterias. Estos colorantes pueden ayudar a visualizar el estado de las membranas bacterianas y cómo fueron afectadas por los tratamientos.
Los resultados mostraron que la combinación de artesunato y EDTA dañó significativamente las membranas de las bacterias en comparación con la colistina sola. Este hallazgo apoyó la idea de que el tratamiento combinado era más efectivo para combatir las bacterias al causar un mayor daño a sus estructuras celulares.
Análisis de Fuerza Motriz de Proton
Los investigadores también examinaron el gradiente eléctrico a través de las membranas bacterianas, conocido como fuerza motriz de protones (FMP). Esta fuerza es crucial para la energía y la supervivencia de las bacterias. Al evaluar cómo los tratamientos afectaron la FMP, pudieron obtener información sobre cómo se vio afectada la capacidad de las bacterias para funcionar.
La combinación de artesunato, EDTA y colistina mostró una marcada reducción en la FMP en comparación con los tratamientos con colistina sola. Esto sugiere que los efectos combinados de los medicamentos estaban socavando seriamente los sistemas energéticos de las bacterias.
Medición de Especies Reactivas de Oxígeno
Además, los investigadores midieron los niveles de especies reactivas de oxígeno (ERO) en las bacterias tratadas. Niveles altos de ERO pueden dañar las células y contribuir a la muerte celular. Al comparar los niveles de ERO entre tratamientos, encontraron que la combinación de artesunato y EDTA con colistina llevó a niveles aumentados de ERO, lo que podría ayudar a explicar la actividad antibacteriana mejorada.
Análisis de Expresión Genética
Para obtener una imagen más clara de cómo funcionaban los medicamentos a nivel molecular, los investigadores observaron cambios en la expresión genética dentro de las bacterias. Esto involucró examinar qué genes se activaron o desactivaron en respuesta a los tratamientos. Encontraron cambios significativos en varios genes relacionados con la motilidad y resistencia bacteriana, indicando que los tratamientos afectaron la capacidad de las bacterias para moverse y sobrevivir.
Pruebas In Vivo
Después de confirmar la efectividad de la terapia combinada en el laboratorio, los investigadores pasaron a probarla en modelos animales vivos. Querían ver cuán bien funcionaba la combinación de artesunato, EDTA y colistina en un escenario real.
Los ratones fueron infectados con salmonela y luego tratados con diferentes combinaciones de los medicamentos. Los resultados mostraron que la terapia combinada redujo significativamente el número de bacterias en los órganos de los ratones en comparación con los tratamientos con medicamentos individuales. Esto destacó el potencial del tratamiento combinado para ayudar a combatir infecciones serias en organismos vivos.
Conclusión
Combinar artesunato, EDTA y colistina presenta un enfoque prometedor para tratar infecciones causadas por bacterias resistentes a los medicamentos como la salmonela. El estudio mostró que esta combinación no solo mejora la efectividad de la colistina, sino que también daña las membranas bacterianas y interrumpe sus procesos internos.
A medida que la resistencia a los antibióticos sigue siendo una amenaza seria para la salud global, explorar tratamientos alternativos y combinaciones como artesunato, EDTA y colistina es crucial. Esta investigación abre nuevas posibilidades para superar bacterias que evaden tratamientos tradicionales y proporciona un camino a seguir para desarrollar terapias efectivas.
Con más estudios, estos hallazgos podrían allanar el camino para nuevas estrategias de tratamiento que puedan salvar vidas y abordar el urgente problema de las infecciones resistentes a antibióticos en el futuro.
Título: Artesunate, EDTA and colistin work synergistically against MCR-negative and -positive colistin-resistant Salmonella
Resumen: Discovering new strategies to combat the multi-drug resistance bacteria constitutes a major medical challenge of our time. Previously, artesunate (AS) has been reported to exert antibacterial enhancement activity in combination with {beta}-lactam antibiotics, via inhibition of the efflux pump AcrB. However, combination of AS and colistin (COL) revealed weak synergistic effect against a limited number of strains, and few studies have further explored its possible mechanism of synergistic action. In this paper, we found that AS and EDTA could strikingly enhance the antibacterial effects of COL against mcr-1- and mcr-1+ Salmonella strains either in vitro or in vivo, when used in triple combination. The excellent bacteriostatic effect was primarily related to the increased cell membrane damage, accumulation of toxic compounds and inhibition of MCR-1. The potential binding sites of AS to MCR-1 (THR283, SER284, and TYR287) were critical for its inhibition of MCR-1 activity. Additionally, we also demonstrated that the CheA of chemosensory system and virulence-related protein SpvD were critical for the bacteriostatic synergistic effects of the triple combination. Selectively targeting CheA, SpvD or MCR using the natural compound AS could be further investigated as an attractive strategy for treatment of Salmonella infection. Collectively, our work opens new avenues towards the potentiation of COL and revealed an alternative drug combination strategy to overcome COL resistant bacterial infections.
Autores: Yajun Zhai, P. Liu, X. Hu, C. Fan, X. Cui, Q. He, D. He, X. Ma, G. Hu
Última actualización: 2024-10-26 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.593013
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.593013.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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