La reducción del uso de antibióticos promotores del crecimiento -debido a las cambiantes preferencias de los consumidores y a la preocupación por los patógenos resistentes a los antimicrobianos- ha exigido un nuevo enfoque para la gestión de las enfermedades entéricas en las aves de corral y el ganado. A diferencia de los antibióticos convencionales, que matan a las bacterias, el enfoque de la antivirulencia se dirige a los factores de virulencia bacteriana (por ejemplo, la detección del quórum) y pretende modificar los comportamientos de los patógenos para hacerlos menos dañinos para el huésped. La probabilidad de que haya bacterias multirresistentes es mucho menor cuando se utiliza este método.
Las bacterias utilizan la detección de quórum para comunicarse
La detección de quórum es uno de los objetivos de antivirulencia que pueden utilizarse para ayudar a controlar las enfermedades bacterianas. La detección de quórum es un sistema de comunicación entre células bacterianas que implica que las bacterias liberan sustancias bioquímicas en el entorno que se acumulan hasta alcanzar una concentración umbral crítica.1 Cuando se alcanza esa concentración, se desencadenan cambios en el interior de las bacterias que modifican su comportamiento.
La detección del quórum controla muchas funciones bacterianas, como la bioluminiscencia y la liberación de toxinas que dañan las células del huésped. La producción de bioluminiscencia fue uno de los primeros ejemplos de detección de quórum descritos en bacterias. Para saber más sobre la fascinante especie bioluminiscente Vibrio fischeri y la detección de quórum, vea este vídeo de TED-Ed.
El quorum Quenching interrumpe la producción de toxinas bacterianas
Las toxinas producidas por bacterias patógenas (por ejemplo, la toxina alfa y la toxina NetB de Clostridium perfringens) cuestan a los productores de proteínas animales miles de millones de dólares cada año. Sin embargo, los productos quorum-quench pueden ser un método práctico para reducir la producción negativa y los efectos sobre la salud causados por estas toxinas. El quorum quenching es un enfoque que interrumpe el sistema de detección de quórum de las bacterias patógenas, impidiendo la comunicación entre células y la expresión de los genes controlados por el quórum que producen toxinas y otros factores de virulencia.
Además, los productos de amortiguación del quórum deberían reducir la posibilidad de resistencia a los antibióticos, ya que modifican el comportamiento de las bacterias en lugar de matarlas.
Calibrin®-Z tiene propiedades de enfriamiento del quórum
El aglutinante de biotoxinas mineral Calibrin-Z (disponible en determinados mercados internacionales) ha demostrado tener atributos de antivirulencia que neutralizan las moléculas de señalización de quórum para reducir los efectos nocivos de las bacterias patógenas.
Un estudio en el Revista de Química Agrícola y Alimentaria demostró que, in vitro, Calibrin-Z separaba las moléculas de detección de quórum por adsorción o las descomponía catalíticamente en pequeños fragmentos. Al reducir la concentración de productos bioquímicos de detección de quórum, Calibrin-Z puede alterar la capacidad de las bacterias patógenas para producir toxinas, ya que esta función se controla mediante la detección de quórum.
Cuando se incuba con Vibrio harveyi, una bacteria que presenta bioluminiscencia controlada a través de la señalización del quórum, Calibrin-Z redujo la luminiscencia bacteriana en un 55% (a partir del área bajo la curva; Figura 1). El número de bacterias no se vio afectado (Figura 2), lo que indica que la reducción de la bioluminiscencia se logró a través del quórum – interfiriendo con la detección del quórum – y no matando a las bacterias.
El apagado de las moléculas sensoras de quórum es sólo una de las técnicas que pueden emplearse para controlar los patógenos mediante el enfoque de la antivirulencia. Se trata de un campo apasionante que ofrece a los productores de proteínas animales alternativas eficaces a los antibióticos para controlar los patógenos y sus toxinas. Visite la página de Calibrin-Z para saber más sobre sus propiedades de unión a biotoxinas.
Referencia
- Naik SP, Scholin J, Ching S, Chi F, Herpfer M. Quorum Sensing Disruption in Vibrio harveyi Bacteria by Clay Materials. J. Agric. Química de los alimentos. 2018; 66:40-44.
