Evaluación de Cuatro Diferentes Categorías de Compuestos sobre las Biopelículas de Gardnerella vaginalis

• TITULO : Evaluación de Cuatro Diferentes Categorías de Compuestos sobre las Biopelículas de Gardnerella vaginalis
• AUTOR : Gottschick C, Szafranski S, Wagner-Döbler I y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Screening of Compounds Against Gardnerela Vaginalis Biofilms
• CITA : PLos One 11(4), Abr 2016
• MICRO : La combinación de un tensioactivo anfótero como el cocoanfoacetato sódico con el antibiótico metronidazol fue la más eficaz sobre las biopelículas de Gardnerella vaginalis.

Introducción

La vaginosis bacteriana (VB), es una infección vaginal que se caracteriza por un cambio en la flora bacteriana, de una flora uniforme con predominio de lactobacilos como Lactobacillus crispatus, L. gasseri, L. iners o L. jensenii a otra con mayor diversidad y con predominio de anaerobios como Gardnerella vaginalis, Atopobium vaginae, Prevotella sp, Sneathia sp oMobiluncus sp. El síntoma principal es la secreción vaginal maloliente, pero puede asociarse con complicaciones más graves como aborto, parto prematuro y riesgo aumentado de enfermedades de transmisión sexual como VIH. La VB puede vincularse con la formación de biopelículas y persistencia, y alcanza una prevalencia entre el 10% y el 50% a nivel mundial. Entre los criterios diagnósticos se utilizan los de Amsel descritos en 1983, pero recién 20 años después mediante hibridización fluorescente in situ (FISH, por su sigla en inglés) pudo demostrarse la formación de biopelículas por las bacterias, principalmente por el microorganismo facultativo anaerobio G. vaginalis, y confirmarse en 2015 por sondas de ácido nucleico peptídico. Se informaron altas tasas de recurrencia de la VB dentro de los 12 meses de tratamiento con metronidazol, probablemente debido a la falta de eficacia de este agente contra las biopelículas y la aparición de resistencia con los tratamientos repetidos. Por ello, es importante contar con otras estrategias para destruir las biopelículas de G. vaginalis y otras bacterias, con sustancias dirigidas a la sustancia polimérica extracelular (SPE) que forma las biopelículas, más que a las bacterias per se, con el fin de hacerlas más susceptibles a la terapia antibiótica. Los autores se propusieron evaluar 4 diferentes categorías de compuestos sobre un modelo de biopelículas de G. vaginalis, con el objetivo de identificar a aquellos que pudiesen evitar, debilitar o destruir las biopelículas. Estas 4 categorías correspondieron a antibióticos, enzimas y péptidos antibacterianos, antisépticos y tensioactivos.

Material y métodos

Se elaboró un modelo con cepas de G. vaginalis en el que se indujo la formación de biopelículas y en él se probaron los diferentes compuestos. En los experimentos de prevención de la formación de biopelículas, los compuestos se agregaron al comienzo del cultivo y el análisis se realizó luego de 20 horas de incubación. En los ensayos de destrucción de la formación de biopelículas, se procedió a la remoción del medio de cultivo después de 20 horas de incubación y luego se realizó el agregado de un medio fresco SBHIG que contenía el compuesto en estudio a las biopelículas existentes y se incubó por otras 20 horas bajo las mismas condiciones. Como controles se utilizaron el medio SBHIG solo y el cultivo con biopelículas sin los compuestos. Las biopelículas se analizaron después de 40 horas de incubación.

En cuanto a los métodos analíticos, se determinaron las unidades formadoras de colonias, el porcentaje de inhibición de la biomasa y la viabilidad de las biopelículas.

Resultados

Los 2 antibióticos evaluados fueron metronidazol y tobramicina y ambos fueron altamente eficaces en la prevención de la formación de biopelículas, pero no tuvieron efecto sobre las biopelículas establecidas, que no pudieron ser desintegradas. A medida que la bacteria se multiplicó y fue metabólicamente activa, ambos antibióticos se mostraron muy eficaces, pero ninguno fue capaz de desintegrar las biopelículas existentes.

Se evaluaron 2 enzimas y un péptido. El péptido OP1 fue el que mostró el efecto más débil, ya que si bien se encontró una alteración en la viabilidad de las biopelículas, todavía se observó la formación de éstas y no se encontraron efectos sobre la desintegración de las existentes. Las enzimas hidrolasas antibacterianas lisosima (LIS) y proteinasa K (PRO) evitaron la formación de biopelículas completamente y también inhibieron la viabilidad de las biopelículas sustancialmente después de las 20 horas, pero a las 40 horas sólo la LIS evitó la formación ulterior de biopelículas. No influyó sobre la biomasa existente, pero afectó el 50% de la viabilidad de las biopelículas (a diferencia de los antibióticos). Además, la LIS degradó la pared celular bacteriana y fue el compuesto más potente ya que evitó la formación de nuevas biopelículas y alteró a las ya establecidas. La enzima PRO tuvo un efecto mínimo sobre la masa de las biopelículas y ninguno sobre la viabilidad.

Todos los antisépticos evitaron la formación de biopelículas e inhibieron la viabilidad. El más eficaz fue el cloruro de cetilpiridinio (CPC), ya que no sólo evitó la formación ulterior de biopelículas, sino que también fue capaz de desintegrar las biopelículas establecidas y la viabilidad se inhibió en casi un 100%. El segundo compuesto fue el clorocresol (CLC), que evitó la formación ulterior de biopelículas, redujo la masa existente y produjo una inhibición del 60% en la viabilidad. De todos los antisépticos, el CPC fue el más eficaz a menor concentración.

Se evaluaron 2 tensioactivos, la lecitina emulsificada (LEC) y el cocoanfoacetato sódico (CAAS). El primero de ellos tuvo poco efecto en la prevención de la formación de biopelículas y ninguno en la desintegración de éstas, mientras que el segundo fue altamente eficaz. En efecto, el CAAS evitó la formación de biopelículas completamente a las 20 horas, mientras que disolvió más del 50% de las biopelículas establecidas e inhibió el 60% de la viabilidad de éstas. De todos los compuestos evaluados, el CAAS fue el más potente en la desintegración de las biopelículas, seguido del CPC, aunque con este último se requirieron concentraciones más elevadas. El agregado de CAAS incrementó el efecto del metronidazol en un 40% en la biomasa y en un 61% en la viabilidad. El efecto de CAAS sobre la masa de biopelículas se debilitó en combinación con tobramicina y la inhibición sobre la viabilidad aumentó levemente en combinación con CPC. La combinación de CAAS y metronidazol fue la más eficaz sobre las biopelículas.

Discusión y conclusión

Comentan los autores que de las 4 categorías de compuestos evaluados se destacan hallazgos importantes. Ambos antibióticos fueron muy eficaces contras las bacterias en multiplicación, pero no tuvieron efectos sobre las biopelículas establecidas. Los mejores resultados se obtuvieron con el antiséptico CPC y el tensioactivo anfótero CAAS, ya que ambos fueron capaces de evitar la formación de nuevas biopelículas, desintegrar las ya existentes e inhibir sustancialmente su viabilidad. Sin embargo, no se obtuvieron mayores beneficios con su combinación. Si bien, el CPC demostró ser el compuesto más eficaz, no puede aplicarse a las superficies mucosas como el epitelio vaginal debido a que produce irritación y se desconocen sus efectos sobre las especies comensales de lactobacilos. El CAAS es un tensioactivo que se utiliza frecuentemente como ingrediente en los cosméticos y su estructura química y propiedades demostraron que su uso es seguro en los seres humanos. En un estudio clínico, se demostró que el CAAS es aplicable a las superficies mucosas y no produce irritación sobre el epitelio vaginal. El CAAS aumentó la eficacia del metronidazol cuando se utilizaron en combinación. La acción sobre las biopelículas y las células bacterianas con la combinación de un tensioactivo anfótero como el CAAS y el antibiótico metronidazol puede constituir una estrategia útil contra la VB. Se busca el efecto de desintegración de la SPE por el tensioactivo CAAS, de modo de romper la biopelícula y activar el metabolismo bacteriano, con el fin de que el antibiótico metronidazol pueda matar a los patógenos, mientras mantiene a las especies comensales de lactobacilos intactas. Es necesaria la realización de ensayos clínicos en seres humanos, como uno en curso de los autores, para evaluar si los tensioactivos anfóteros como CAAS son seguros, así como compuestos adicionales dirigidos a las biopelículas para evitar o tratar las VB recurrentes.

En conclusión, la combinación de un tensioactivo anfótero como CAAS con el antibiótico metronidazol puede ser una terapia valiosa en las VB.

Especialidad: Bibliografía - Ginecología - Infectología