Nueva esperanza en el tratamiento del cólera
Los compuestos naturales parecen prometedores para bloquear la toxina del cólera.
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El cólera es una enfermedad seria causada por una bacteria llamada Vibrio Cholerae. Esta enfermedad a menudo lleva a una diarrea severa, que puede hacer que el cuerpo pierda muchos líquidos rápidamente. La diarrea asociada con el cólera es conocida por su apariencia líquida, a menudo comparada con el agua de arroz. Cada año, alrededor de 2.9 millones de personas contraen cólera en unos 69 países donde la enfermedad es común y, lamentablemente, resulta en decenas de miles de muertes.
El cólera tiene una larga historia, con siete pandemias registradas desde 1817. La pandemia actual comenzó a principios de los años 60 y es principalmente causada por un tipo específico de Vibrio cholerae conocido como El Tor. Este tipo es más eficiente en propagarse y sobrevivir en diferentes ambientes que las cepas anteriores de la bacteria. Algunos científicos creen que el éxito de la cepa El Tor puede deberse a su capacidad de crecer y sobrevivir en fuentes de agua.
Tratamiento del cólera
La primera línea de defensa contra el cólera es un líquido especial llamado Solución de Rehidratación Oral (SRO) que ayuda a reemplazar los líquidos perdidos en el cuerpo. Aunque la SRO ayuda a muchas personas, no cura completamente la enfermedad ni elimina las bacterias dañinas del cuerpo. Por eso, también se usan antibióticos para acortar el tiempo que una persona está enferma y reducir la cantidad de bacterias que tienen, lo que ayuda a frenar la propagación de la enfermedad. Los antibióticos comunes usados para el tratamiento incluyen tetraciclina, azitromicina y otros.
Lamentablemente, el uso excesivo de antibióticos a lo largo de los años ha llevado a que muchas bacterias se vuelvan resistentes a estos medicamentos, haciendo que el tratamiento sea más difícil. Otro método que los investigadores están considerando es usar bacteriófagos, virus que infectan bacterias, para combatir el cólera. Sin embargo, las bacterias también pueden desarrollar resistencia a estos.
Toxina del cólera
Cómo funciona laEl daño causado por el cólera se debe en gran parte a algo llamado toxina del cólera. Esta toxina se adhiere a una parte específica de las células del cuerpo en los intestinos. Cuando se une a estas células, hace que liberen una gran cantidad de líquidos, lo que lleva a la diarrea. La unión de la toxina del cólera a las células es esencial para los efectos dañinos de la bacteria.
Para contrarrestar esto, los investigadores han comenzado a buscar sustancias naturales, llamadas fitocompuestos, que puedan impedir que la toxina del cólera se una a las células. Esto podría ayudar a prevenir la enfermedad sin los efectos secundarios que a veces vienen con los medicamentos sintéticos.
Investigación sobre fitocompuestos
En un estudio reciente, los investigadores analizaron más de 50 fitocompuestos diferentes para ver cuáles podrían bloquear potencialmente la toxina del cólera. Descubrieron que algunas de estas sustancias naturales parecían tener buen potencial como opciones de tratamiento. Se enfocaron en tres tipos específicos del gen ctxB, que son parte de la toxina del cólera.
El estudio utilizó simulaciones por computadora para predecir qué tan bien se unirían estos fitocompuestos a las proteínas de la toxina del cólera. Encontraron diez compuestos que mostraron promesa basándose en su capacidad de unirse efectivamente a las proteínas involucradas en el cólera.
Fitocompuestos seleccionados
Entre los fitocompuestos prometedores identificados, los tres principales candidatos que podrían ayudar a inhibir las acciones de la toxina del cólera son limonina, emodina y dehidropipernonalina. Cada una de estas sustancias ha mostrado efectos positivos en varios estudios.
Limonina: Este compuesto se encuentra en frutas cítricas y se sabe que tiene muchos beneficios para la salud. La investigación indica que puede ayudar a proteger el hígado y tiene propiedades antiinflamatorias y anticancerígenas.
Emodina: Comúnmente encontrada en ciertas plantas usadas en la medicina tradicional, la emodina tiene varios beneficios reportados, incluyendo actuar como un agente antiinflamatorio y antibacterial.
Dehidropipernonalina: Este compuesto puede ayudar en la lucha contra el cólera, pero también se ha asociado con efectos dañinos en el hígado, así que se recomienda precaución.
Es notable que estos fitocompuestos comparten algunos sitios de unión comunes con el receptor GM1, haciéndolos potencialmente efectivos para bloquear la toxina del cólera de unirse a las células en el intestino.
Pruebas de estabilidad de compuestos
Para entender mejor cómo interactúan estos compuestos con la toxina del cólera, los investigadores realizaron más pruebas para evaluar su estabilidad a lo largo del tiempo. Los resultados mostraron que la mayoría de los complejos formados por los fitocompuestos con la toxina del cólera se mantuvieron estables durante las pruebas, indicando que estos fitocompuestos podrían ser efectivos para prevenir que la toxina del cólera cause daño.
A pesar de algunas fluctuaciones en la unión para compuestos particulares, la estabilidad general sugirió que la limonina y la emodina, en particular, podrían ser buenos candidatos para pruebas adicionales.
Conclusión
El desafío del cólera trae una necesidad crítica de nuevas opciones de tratamiento, especialmente debido al creciente problema de la resistencia a los antibióticos. El estudio de compuestos naturales como limonina, emodina y dehidropipernonalina ofrece esperanza para desarrollar terapias alternativas. Estos compuestos pueden funcionar evitando que la toxina del cólera se adhiera a las células, potencialmente reduciendo la gravedad de la enfermedad.
Aunque se han observado resultados prometedores a través de simulaciones por computadora y análisis iniciales, se necesita más pruebas de laboratorio y estudios en el mundo real para confirmar su efectividad y seguridad en humanos. La búsqueda continua de tratamientos efectivos es vital en la lucha contra el cólera y enfermedades infecciosas similares.
Título: Detection of Potential Phytochemicals against ctxAB Toxin to Combat Cholera
Resumen: Vibrio cholerae is a gram-negative curved rod-shaped bacterium responsible for cholera, an intestinal infection characterized by severe acute watery diarrhea that can be fatal if untreated. The major virulence factor for Vibrio cholerae is cholera toxin (ctx), a potent toxin which has two subunits, A and B (ctxAB), that are crucial for the progression of the deadly disease. The B subunit is a pentavalent protein that binds to the intestinal mucosa to allow internalization of the A subunit to initiate rice-watery diarrhea. This study explored potential phytochemicals to inhibit the B subunit from binding to the host mucosa by examining their interaction with ctxB. Proteins encoded by the three genotypes of the ctxB gene (ctxB1, ctxB3, and ctxB7) present in the El Tor biotype strains of V. cholerae O1 responsible for the currently ongoing seventh cholera pandemic were targeted. Analysis of 52 phytochemicals obtained from PubChem identified a group of phytochemicals based on their binding affinity scores with the proteins of ctxB genotypes. Assessment of drug-likeliness and toxicity risk highlighted two phytochemicals, Limonin and Emodin, as the best potential candidates for inhibiting the mode of action of cholera toxin. Molecular dynamic (MD) simulation-based MM-PBSA analysis suggested these compounds stably interact with the receptors. Molecular docking and molecular dynamic simulations revealed that these phytochemicals might have potential to inhibit the cholera toxin function and reduce the severity of cholera. Author SummaryCholera toxin (ctx) subunits A and B (ctxAB) play a significant role in the disease, with the B subunit facilitating the binding of the toxin to the intestinal cells, and the A subunit entering the cells, resulting in the cellular changes that lead to watery diarrhea. To inhibit the B subunit of cholera toxin from binding host mucosa, we explored candidate phytochemicals instead of synthetic molecules as drug agents by examining their binding behavior with ctxB using a molecular docking approach. The molecular docking, molecular dynamic simulations, and toxicity analyses identified two phytochemical compounds that have the potential to inhibit the mechanism of cholera toxin.
Autores: MD MAMUN MONIR, Y. Akter, K. Rahman, M. S. Reza, A. Al-Mamun, M. Alam, M. N. H. Mollah
Última actualización: 2024-07-29 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605560
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605560.full.pdf
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