Identificación de moléculas inhibidoras en la expresión de lasR como regulador del sistema Quorum Sensing en Pseudomonas aeruginosa

Varios mecanismos están implicados en el desarrollo de la resistencia en cepas de Pseudomonas aeruginosa. Presiones selectivas han promovido numerosas estrategias de supervivencia bacteriana que han favorecido su adaptación a diversos ambientes (Lu et al., 2019, Tacconelli et al., 2018; Zhong et al., 2020). Uno de los mecanismos de interés es el sistema conocido como quorum sensing (QS) por el que las bacterias se comunican a través de moléculas de señalización (Ouyang et al., 2016; Vasavi et al., 2017). Una vez que las bacterias han alcanzado una alta densidad poblacional, éstas controlan la producción de varios factores de virulencia extracelular y la formación de biopelículas proporcionando mayor resistencia a los antibióticos al superar las defensas del huésped. Debido a que el QS regula múltiples factores de virulencia y a que no regula procesos esenciales, bloquearlo conllevaría a la atenuación de bacterias patógenas sin ejercer presiones selectivas (Tan 2013). El sistema comprende el coordinador transcripcional LasR el cual al ser activado por su molécula autoinductora N-3-oxo-dodecanoil homoserina lactona (3-oxo-C12 HSL) se une a la región promotora del ácido desoxirribonucleico (ADN), regulando la activación de genes causantes de la infección. Es así como este estudio tiene por objetivo la búsqueda e identificación de moléculas como potenciales antagonistas del factor transcripcional LasR. El estudio quimioinformático comprendió un estudio del espacio químico basado en propiedades fisicoquímicas para obtener un perfil de viabilidad respecto a fármacos aprobados a partir del curado de una base de 5514 compuestos únicos. Se utilizaron tres programas de acoplamiento molecular incluyendo un método de puntuación por consenso y un cálculo de huellas digitales de interacción proteína-ligando (PLIF) en la búsqueda de similitud y diversidad en los modos de unión. Fueron seleccionados 12 compuestos para los ensayos de bioactividad con las cepas American Type Culture Collection (ATCC) BAA047 y 27853. Primero, se determinó la concentración en la que no se afectaba el crecimiento bacteriano (12,5 a 200 µg/mL) y posteriormente la cuantificación de la formación de biopelícula por dilución seriada. La prueba de Duncan fue usada para el análisis estadístico. La cepa bioindicadora Chromobacterium violaceum ATCC 12472 se empleó para los ensayos de inhibición del QS. Las moléculas con los mejores resultados antibiopelícula fueron evaluadas por ensayos de expresión génica contra los genes lasR y lasI. Los resultados mostraron la similitud en el espacio químico de los compuestos de la librería con los fármacos aprobados del DrugBank, incluyendo algunas excepciones. Los compuestos candidatos mediante SBVS mostraron un valor de consenso por autoescalado en un rango entre 0,54 y 0,75, superior al del ligando nativo de 0,39. Los ensayos experimentales sugirieron a los compuestos Z2, Z4, Z6, Z9 y Z12 como inhibidores de la formación de biopelícula en concentraciones de 3,1 a 100 µg/mL, y de estos, la flavanona isoglabranina (Z4) y la xantona gamma mangostina (Z9) como inhibidores en la expresión de los genes lasR y lasI. Se demostró que el compuesto Z4 presentó un efecto sobre la expresión de los genes del 61,4 (lasR) y 56,1 % (lasI) en la cepa 27853 y del 32,3 y 10,6 % en la BAA047, respectivamente, que el compuesto (Z9) afectó la expresión del gen lasI (44,7 %) y lasR (48,1 %) únicamente en la cepa 27853 y el (Z12) afectó significativamente la expresión del gen lasR (80,6 %) en la cepa BAA047. Este tipo de estudios permite aproximaciones en la identificación de moléculas inhibidoras de la proteína LasR a partir de extensas librerías de compuestos con la reducción en los tiempos y los costos asociados en su investigación, así como el reporte de compuestos promisorios de origen natural como inhibidores del sistema QS. (Texto tomado de la fuente)

• Autores: López Piñeros, Laura Patricia
• Fecha de publicación: 2022
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/81710
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/81710; https://repositorio.unal.edu.co/
• Palabra clave: 540 - Química y ciencias afines; Pseudomonas aeruginosa; lasR; quorum sensing; biofilm; molecular docking; gene expression; biopelícula; acoplamiento molecular; expresión génica
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