Efecto regulador de los ácidos grasos de semillas oleaginosas en el sistema de percepción de quórum de Chromobacterium violaceum.

Abstract

La inhibición de la comunicación bacteriana por medio de la interrupción de los sistemas de percepción de quórum (SPQ), se ha planteado como una alternativa para tratar infecciones sin generar resistencia. En la última década se ha descrito que moléculas del tipo de los ácidos grasos (AG) pueden actuar como autoinductoras de SPQ y de esta manera regular la expresión de factores de virulencia en bacterias patógenas tanto de animales como de plantas. De manera interesante se ha publicado que AG presentes en la carne y la leche, así como de algunos organismos marinos y cianobacterias, pueden actuar como moléculas inhibidoras de SPQ (I-SPQ) en determinados géneros bacterianos. Tomando en cuenta lo anterior, en este trabajo se investigó el efecto de los aceites ricos en AG de semillas de amaranto, chía y girasol sobre el SPQ de la bacteria Chromobacterium violaceum. Estos ensayos se realizaron in vitro e in vivo. Los estudios in vitro mostraron que los tres aceites tienen actividad I-SPQ al inhibir la producción de violaceina y la actividad de la exoproteasa alcalina, sin afectar la viabilidad de la bacteria. El análisis de los aceites mediante cromatografía de gases/espectrometría de masas, reveló una composición similar de AG, pero con diferencias en sus proporciones. A través de un estudio de relación estructura-actividad, se identificó a los AG saturados, láurico, mirístico y esteárico como los responsables de la actividad I-SPQ, pero también se identificó a los AG insaturados, oleico, linoleico, linolénico, araquidónico y cervónico con actividad bactericida, la cual está relacionada con número de insaturaciones en la cadena. El análisis de acoplamiento molecular (“docking”) mostró que puede existir una posible interacción entre el sitio activo de la proteína receptora (CviR) y los AG saturados. Esta interacción puede ser la causante de la I-SPQ en C. violaceum, debido a un efecto antagónico de los AG saturados en el sitio activo de CviR. Para los ensayos in vivo se desarrolló un modelo de infección con C. violaceum en ratones. Mediante el cual se identificó que el consumo por los animales de semillas de girasol, así como del aceite retrasó la muerte y aumentó la supervivencia de los animales. Aún falta definir cuál de los dos posibles efectos (I-SPQ o bactericida) de los AG, es el implicado en la actividad registrada en este modelo. Parece ser que una alta proporción de AG insaturados y una baja de ácido palmítico en el aceite de girasol, pueden estar involucrados en la protección ante la infección con C. violaceum en los ratones. _______________ REGULATORY EFFECT OF FATTY ACIDS OF OIL SEEDS IN THE QUORUM SENSING SYSTEM OF Chromobacterium violaceum. ABSTRACT: The inhibition of bacterial communication through disruption of quorum sensing systems (QSS) has been proposed as an alternative to treat infections without causing resistance. In the last decade, it has been reported that molecules of fatty acid (FA) type can act as autoinducers of QSS and thus regulate the expression of virulence factors in pathogenic bacteria both animals and plants. Interestingly, it has been reported that FA in meat and milk, as well as some marine organisms and cyanobacteria, can act as inhibitory molecules of QSS (QSS-I) in certain bacterial genus. Taking into account the above, in this study the effect of oils of amaranth, chia and sunflower seeds rich in FA was investigated on the QSS of Chromobacterium violaceum bacterium. These assays were performed in vitro and in vivo. In vitro studies showed that the three oils have QSS-I activity by inhibiting the production of violacein and alkaline exoprotease activity, without affecting the viability of the bacterium. Analysis of the seed oils by gas chromatography/mass spectrometry, revealed a similar composition of FA in oils, but with differences in their proportions. Through a structure-activity relationship study, saturated FA, lauric, myristic and stearic were identified as responsible of QSS-I activity, but also unsaturated FA were identified, oleic, linoleic, linolenic, arachidonic and cervonic with bactericidal activity, which is related to the number of unsaturations in the chain. The analysis of molecular docking showed that there may be a potential interaction between the receptor protein (CviR) and saturated FA in the active site. This interaction may be the cause of the QSS-I in C. violaceum, due to an antagonistic effect of saturated fatty acids in the CviR active site. For in vivo assays, an infection model with C. violaceum in mice was developed. Whereby the consumption of sunflower seed and oil by animals delayed their death and increased their survival. Still need to define which of the two possible effects (QSS-I or bactericidal) of the FA, is involved in the activity recorded in this model. Apparently, the high proportion of polyunsaturated FA and the low proportion of palmitic acid in sunflower oil appear to be decisive and may be involved in mice protection against the infection with C. violaceum.