Los investigadores brasileños revelan el mecanismo de la acción bactericida del violacein

En un artículo publicado en las enfermedades infecciosas del gorrón ACS, los investigadores brasileños describen el mecanismo del violacein, un pigmento violeta producido por las bacterias ambientales, especialmente violaceum de la acción bactericida de la cromobacteria.

Según los autores del estudio, la substancia apunta la membrana citoplásmica de bacterias, afectando principal a bacterias grampositivas tales como los de los géneros estreptococo, al enterococo y a la listeriosis. Sus diversas actividades biológicas incluyen la capacidad de matar incluso a las bacterias que han llegado a ser resistentes a los antibióticos.

La investigación conducto con el apoyo del asiento de investigación de São Paulo - FAPESP por los grupos de investigación llevados por Frederico Gueiros-Filho en la universidad del instituto de la química de São Paulo (IQ-USP) y de Marcelo Brocchi en la universidad del instituto de la biología de Campinas (IB-UNICAMP).

De “las propiedades bactericidas potentes este pigmento fueron descubiertas en 1945, con todo su mecanismo de la acción nunca se ha estudiado antes. Muchas moléculas biológicamente activas se describen en la literatura, pero si queremos utilizarlas para desarrollar las drogas, tenemos que conocer cómo trabajan, a” Gueiros-Filho dijimos.

Objetivo atractivo

Violacein es un pigmento natural derivado del triptófano del aminoácido. Es producido como metabilito secundario por varias bacterias filogenético distintas encontradas en los ambientes tan diversos como los océanos, los glaciares, los ríos y suelo. El violaceum de la C. es la primera bacteria descrita como un productor y del violacein estudiados hasta la fecha.

Violacein ha atraído la atención debido a su espectro amplio de la actividad biológica. Además de su actividad potente contra bacterias, incluyendo patógeno drogorresistentes tales como estafilococo áureo meticilina-resistente (MRSA), tiene propiedades antihongos, antiprotozoarias, antivirus, antitumores y antioxidantes. Varios estudios describen estas propiedades, pero según Gueiros-Filho, el objetivo de los violacein y la manera de la acción habían sido determinados nunca antes exacto.

El primer paso del estudio, él explicó, consistido en el tratar de las bacterias del aurífero de S. de la especie y del bacillus subtilis con el violacein. Usando microscopia de fluorescencia y un equipo de tintes del indicador, el grupo encontró que el pigmento permeabilized rápidamente las células de las bacterias. El permeabilization de la célula fue acompañado por el aspecto de descontinuidades visibles (los orificios o los rasgones) en las membranas citoplásmicas, mientras que seguía habiendo las membranas celulares intacto.

Los investigadores también demostraron el permeabilization de la membrana midiendo el fuga de ATP (trifosfato de adenosina, un transporte dominante de la energía y molécula del almacenamiento) en las células tratadas.

Después, en colaboración con el grupo llevó por Iolanda M. Cuccovia, profesor en IQ-USP, conducto los experimentos ines vitro que mostraron el violacein también que rompía la estructura y la permeabilidad de liposomas, de vesículas esféricas con una base acuosa y de una membrana creada en el tubo de ensayo de los fosfolípidos, los componentes principales de las membranas celulares orgánicas.

“Con estos experimentos, mostramos que el fenómeno observado en células se podría atribuir a un efecto directo del violacein sobre la membrana,” a Gueiros-Filho dijimos.

Además, las simulaciones por ordenador de dinámicas moleculares fueron utilizadas para explorar cómo el violacein obra recíprocamente con bilayers del lípido, tales como los que forman la membrana citoplásmica.

De acuerdo con los resultados obtenidos, los autores del estudio proponen que la presencia de violacein entre las capas de fosfolípidos era suficiente interferir con la organización de la membrana, aumentando la distancia entre las moléculas del fosfolípido y llevando a la baja de la integridad de la membrana.

Por las membranas perjudiciales, el violacein es capaz de destruir las bacterias persistentes que mienten inactivo como estrategia para los antibióticos que resisten que dependen de la actividad metabólica del microorganismo. Estas bacterias forman biofilms para sobrevivir en ambientes hostiles.

La membrana citoplásmica es un objetivo atractivo y subexplotado para los antimicrobianos, según los investigadores, para quienes el descubrimiento que es el violacein una composición de membrana-alcance debe fijar el escenario para la investigación futura sobre la utilidad de este producto natural.

¿La investigación fueron soportadas por FAPESP vía los proyectos “cómo las bacterias coordinan biogénesis de la membrana con incremento y la división de la célula? ”, “actividad antibacteriana del violacein contra estafilococo áureo y estudios farmacocinéticos” y “química del interfaz: las acciones recíprocas de las drogas, de los péptidos y de las enzimas con la membrana modelan”.

Un foco dominante para la investigación futura es la cuestión de la selectividad de los violacein. La membrana citoplásmica es similar en y campo común a todas las células vivas, así que el violacein puede también ser capaz de romper las células eucarióticas tales como los de seres humanos. Esta propiedad podría ser porqué visualiza actividad contra tan muchos tipos de patógeno, incluyendo hongos y los protozoarios así como los tumores, Gueiros-Filho dijo.

Los resultados preliminares obtenidos por los investigadores en IQ-USP e IB-UNICAMP sugieren que el violacein no es altamente selectivo para las membranas bacterianas y podría llegar a ser tóxico al ordenador principal. Si es así la molécula tendría que químicamente ser modificada para hacerlo más específico.

La extensión de las bacterias multidrug-resistentes debido al abuso de antibióticos en remedio y agricultura humanos es una de las amenazas actuales más importantes para la salud pública. La Organización Mundial de la Salud (WHO) ha advertido de la inminencia de una era postantibiotic en la cual las infecciones comunes y las heridas leves tratables por décadas llegan a ser mortíferas de nuevo.

Los antibióticos lo más actualmente posible usados fueron descubiertos hace varias décadas y se dirigen contra un equipo limitado de objetivos, así que el revelado de nuevos antimicrobianos con los mecanismos nuevos de la acción se necesita urgente.

Fuente: http://agencia.fapesp.br/bactericidal-action-of-violacein-revealed/30310/