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Quorum Quenching: una nueva alternativa a los antibióticos

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El Grupo de investigación de Biotecnología y Acuicultura de la Universidad Santiago de Compostela,   España (USC), acaba de recibir apoyo  para llevar a cabo un estudio orientado a   validar  una nueva estrategia para la sustitución de antibióticos en el campo de la acuicultura. 

El proyecto abocado al estudio del “Quorum Quenching”, pretende validar, mediante la realización de pruebas de campo en acuicultura, un mecanismo alternativo a los antibióticos para al tratamiento de infecciones,  a través de la degradación de las señales de comunicación de las bacterias, denominadas "quorum sensing", reduciendo de esta manera la virulencia de sus  ataques y, por lo tanto, siendo mucho más fácil para el sistema inmune del huésped poder destruirlas.

Los investigadores que descubrieron el fenómeno del Quorum Quenching (Manefield y col.), utilizaban un alga que  producía una molécula llamada furanona, muy parecida a la molécula señalizadora  de la bacteria, que se  unía al receptor,  bloqueando la comunicación. También se han identificado bacterias terrestres que degradan la señal y la  eliminan enzimaticamente.

Los investigadores de la USC trabajará con  cepas bacterianas ya aisladas, capaces de degradar un amplio rango de señales de  quorum sensing, “lo que supone un importante potencial en la prevención y tratamiento de enfermedades infecciosas tanto en sanidad veterinaria como humana”, han indicado.

Ana María Otero Casal, profesora de la facultad de Biología y que lidera el grupo de investigación, ha señalado en entrevista a IPac.,” muchas bacterias patógenas se coordinan, comunicándose entre ellas mediante la producción de pequeñas moléculas  de señal en un proceso denominado Quorum Sensing (detección de quórum). Si estas señales son eliminadas del medio, es decir, si cortamos la comunicación entre ellas,  lo que se conoce como Quorum Quenching (o interceptación del quórum), los patógenos se desorganizan y pierden su virulencia.

A continuación agrega: "partiendo de esa premisa, nuestro trabajo se ha centrado en aislar diversas bacterias marinas capaces de degradar esas señales de comunicación bacteriana para utilizarlas en el tratamiento y prevención de patologías en el campo de la acuicultura, consiguiendo, de esta manera, un mecanismo alternativo a los antibióticos, en la lucha contra las enfermedades en peces y moluscos”.

Los investigadores esperan tener sus primeras pruebas de campo en 18 meses y el trabajo finalizado al cabo de tres años. La idea es poder obtener  e incorporar al mercado un producto antipatogénico como alternativa al uso de antibióticos en  la acuicultura.

La ventaja que presenta esta línea de trabajo,  es que al no matar al patógeno sino, simplemente, bloquear su virulencia, no se genera resistencia a los compuestos.

Efecto inhibidor de las Furanonas en la producción del Biofilm

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Investigaciones han demostrado la capacidad de las furanonas para inhibir la formación de biofilms, bloqueando  el sistema de señalización
entre bacterias o “quorum sensing”. 

Estas complejas comunidades llamadas biofilms, contribuyen a la resistencia y persistencia de muchas bacterias patógenas en las instalaciones donde se procesan alimentos, contribuyendo a la   contaminación de estos mismos.

El control y la erradicación de los  biofilms requieren de distintas estrategias, que incluyen procesos periódicos de limpieza y sanitización, con productos químicos de alta eficiencia.

Para formar los biofilms, las bacterias se comunican entre sí, mediante moléculas señalizadoras,  en un mecanismo conocido como  quorum sensing (QS). Esto estímulos químicos  les permiten agruparse y vivir protegidas por  una matriz viscosa y adherente,  evadiendo  la acción de los sanitizantes y otros productos químicos.

Los científicos están trabajando en el desarrollo de  nuevos desinfectantes, cuyo mecanismo de acción sea el bloqueo del QS. La interferencia en  esta comunicación, impide que las bacterias se agreguen y de esta forma se podría  prevenir la aparición del biofilm.

Con este propósito se ha estado probando la acción de unas  sustancias llamadas furanonas, cuyas moléculas originalmente  fueron aisladas de un tipo de alga llamada Delisea pulchra.  Se han  utilizado variantes sintéticas  de esta sustancia, comprobándose su capacidad de bloquear la comunicación entre bacterias y de inhibir la formación del complejo biofilm de Salmonella entérica.

En la actualidad también se están probando algunos compuestos  sanitizantes a los que se les  adiciona furanonas para potenciar su acción anti biofilm, debido a sus propiedades antagonistas.

Investigaciones sobre la formación inicial de biofilm de  Streptocuccus mutans, principal responsable de la formación de la placa dental y de las caries, han   ratificado el efecto inhibidor de las furanonas sintéticas .

El descubrimiento de estas nuevas moléculas que previenen la formación de la placa bacteriana, por  interferencia con  el QS,  abre un nuevo campo de  investigación para  la ciencia alimentaria y odontológica ,  que podría conducir a soluciones comunes:  “la pasta dental del futuro y el  desinfectante  ideal para combatir el biofilm”.

Principales fuentes de revisión:
http://202.195.182.9/jweb_kqswyx/EN/abstract/abstract2.shtml
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22578766
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2672.2009.04495.x/full
Link Quorum Quenching