ACTIVIDAD ANTIQUÓRUM SENSING DE ACEITES ESENCIALES

IV Congreso Internacional de Plantas medicinales
Universidad Nacional de Colombia
16 al 18 de Septiembre de 2010 – Palmira (Valle), Colombia
ACTIVIDAD ANTIQUÓRUM SENSING DE ACEITES ESENCIALES AISLADOS DE
DIFERENTES ESPECIES DEL GÉNERO PIPER
Pájaro N1, Olivero J1*, Stashenko E2
Grupo de Química Ambiental y Computacional. Facultad de Ciencias Farmacéuticas. Universidad de
Cartagena. Campus de Zaragocilla. Cartagena, Bolívar, Colombia.
CENIVAM. Campus UIS. Edificio C 45. Bucaramanga, Colombia.
* Correspondencia para autor: [email protected]
RESUMEN
Introducción
El Quórum Sensing (QS)es un mecanismo de regulación genética que permite la
comunicación bacteriana dependiendo de la población celular, y que ocurre a través de
moléculas llamadas autoinductores, las cuales activan receptores que permiten la transcripción
de genes que codifican la información necesaria para controlar diversos mecanismos
bioquímicos asociados con la supervivencia y la patogenicidad bacteriana (1-3), incluyendo
formación de biopelículas, expresión de factores de virulencia, luminiscencia, producción de
pigmentos, y mecanismos de resistencia a condiciones de estrés, entre otros. Por esta razón, la
búsqueda de compuestos anti QS ofrece una nueva perspectiva en la aplicación de productos
naturales o compuestos puros como agentes terapéuticos, que inhiban este mecanismo de
comunicación celular, los cuales podrían ser usado para el control de enfermedades
bacterianas (4).
Objetivo
Evaluar la capacidad de los aceites esenciales de tres especies del género Piper de inhibir la
producción de violaceína inducible por N-hexanoil homoserina lactona (HSL) en
Chromobacterium violaceum CV026.
Materiales y Métodos
Los aceites esenciales (AEs) utilizados en este estudio fueron obtenidos de Piper
bredemeyeri, Piper bototense y Piper brachypodom, siendo extraídos por hidrodestilación
asistida por microondas. Los aceites fueron disueltos en dimetil sulfóxido(DMSO) a
diferentes concentración (0.01, 0.1, 10, 100, 200, 300, 400, 500, 750 and 1000 µg/mL) y
colocados en contacto con un set de tubos que contenían 100 µL de la cepa bacteriana
Chromobacterium violaceum, CV026, previamente reactivada en agar Luria Bertani (LB). La
inhibición del QS fue medida estimulando la producción de violaceína por la bacteria C.
violaceum CV026, en presencia del autoinductor hexanoil homoserina lactona –HHL-, y
sometido a incubación a 30°C por 24 horas. Después del periodo de incubación el pigmento
violaceína fue extraído de las células lisadas con dodecil sulfato de sodio y cuantificado a una
absorbancia de 585 nm (5-7).
IV Congreso Internacional de Plantas medicinales
Universidad Nacional de Colombia
16 al 18 de Septiembre de 2010 – Palmira (Valle), Colombia
Resultados
La exposición de los cultivos de C. violaceum a los aceites esenciales produjo valores de
concentración inhibitoria 50% (CI50) superiores a 1000 µg/mL, lo cual sugiere que en
términos de crecimiento celular, los aceites evaluados poseen poco efecto sobre C. violaceum
CV026. Aunque no fue evidente una clara relación dosis-respuesta, el crecimiento bacteriano
se mantuvo superior al 50% durante el proceso de inhibición de QS. De otra parte, los aceites
esenciales de Piper bredemeyeri, Piper brachypodom y Piper bogotence presentaron una
concentración inhibitoria 50% (CI50) para el quórum sensing (producción de violaceína) de
45.6 µg/mL, 93.1 µg/mL y 513.8 µg/mL, respectivamente. Siendo el AE de P. bredemeyeri el
más efectivo.
La composición química de los AEs evaluados en este estudio ha sido reportada en la
literatura, siendo algunos de los constituyentes principales (>10%) presentes en estas especies
los siguientes: Sabineno/β-pineno y α-pineno para P. bredemeyeri; trans-β-cariofileno y óxido
de cariofileno para P. brachypodom, y trans-sabineno hidrato y α-fellandreno para P.
bogotense (8,9), lo cual revela la gran variedad de componentes químicos que se pueden
encontrar en estas especies. Curiosamente, el aceite más activo (P. bredemeyeri) posee una
concentración alta (> 10%) de sabineno/β-pineno/α-pineno, moléculas que están ausentes en
P. brachypodom y P. bogotense, con la excepción de α- pineno, que está presente en P.
bogotense a una concentración de 8.7%. Diferentes mecanismos se han propuesto para
explicar la interferencia de los productos naturales en los procesos dependientes del quórum
sensing, los cuales incluyen, inhibición de la biosíntesis del HHL (1,10), interferencia con la
interacción de HHL con el receptor (1,10) e inactivación enzimática de la misma (11).
Aunque los mecanismos de inhibición del QS utilizados por los AEs no son conocidos, la
naturaleza apolar y el pequeño tamaño de estas moléculas, similares a HHL, podría sugerir la
posible inhibición competitiva con su receptor. Aunque se requieren más estudios para
examinar esta hipótesis.
Estos resultados constituyen una herramienta que podría ofrecer una alternativa para combatir
las infecciones resistentes a antibióticos, empleando moléculas que inhiban el QS,
interrumpiendo con ello los mecanismos de comunicación bacteriana que regulan los procesos
de patogenicidad.
Conclusión
Los aceites esenciales aislados de especies del género Piper encontrados en la flora
Colombiana son buenos candidatos para el desarrollo de moléculas AntiQS, con posibles
aplicaciones como agentes antimicrobianos en el control de enfermedades bacterianas.
Colciencias-Cenivam: Proyecto RC-432-2004.
IV Congreso Internacional de Plantas medicinales
Universidad Nacional de Colombia
16 al 18 de Septiembre de 2010 – Palmira (Valle), Colombia
Referencias
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