Actividad antivirulencia de los ácidos dodecanoico y tetradecanoico: efecto en el establecimiento de Pseudomonas aeruginosa en un modelo deinfección cutánea en ratones.

Abstract

El fenómeno de comunicación célula-célula por percepción de quórum (PQ) es uno de los blancos antivirulencia más estudiados. En este campo los ácidos grasos (AG) saturados (SAFA) e insaturados han tomado notoriedad por su papel como moléculas autoinductoras (familia DSF), así como antivirulencia en modelos in vitro. El objetivo del presente estudio fue analizar la actividad antivirulencia de los SAFA: C12-18 y comparar su efecto con el autoinductor ácido cis-2-decenoico (CDA) en un modelo murino. Se evaluó el efecto de los SAFA: C12-18 sobre seis factores de virulencia regulados por PQ y sobre la secreción del efector ExoU del sistema de secreción tipo III (SST3). Se empleó un modelo infección cutánea en ratones para analizar el efecto de los AG en el establecimiento y daño causado por Pseudomonas aeruginosa PA14. El ácido dodecanoico (láurico, C12:0) y tetradecanoico (mirístico, C14:0) redujeron la producción de piocianina (30-65 %), mientras que el CDA la inhibió en un 71 % con 3 M. Además, se registró una fuerte actividad inhibidora del “swarming” por el ácido láurico (91 % con 1000 µM) y el mirístico (90 % con 40 µM), pero no sobre la formación de biopelículas. De manera contraria, el CDA redujo la biopelícula en 52 % a una concentración de 3 µM, pero no afectó el “swarming” (Figura 3). También, los SAFA: C12-18 inhibieron la secreción de ExoU, de los cuales el ácido láurico a una concentración de 200 µM la abatió por completo, mientras que el CDA lo hizo a 50 µM. Contrario a lo que se esperaba, en los ensayos in vivo la coadministración del ácido acido láurico (1000 µM) y el mirístico (200 y 1000 µM) indujeron una mayor área necrótica, favorecieron la dispersión sistémica y redujeron la supervivencia de los animales hasta en un 50 %, mientras que el CDA a 500 µM evitó el daño sin afectar la viabilidad de PA14. Finalmente, para determinar si el ácido láurico podía modificar la actividad antivirulencia de la curcumina (anti-PQ) y del MBX1641(anti-SST3) se realizaron isolobologramas. Se detectaron efectos horméticos beneficiosos de algunas combinaciones como MBX1641/ácido láurico; no obstante, en la evaluación in vivo indujeron un mayor daño. Considerando la literatura disponible sugerimos que los ácidos láurico y mirístico actúan como moléculas señal en el sensor de FA denominado PsrA, el cual regula la expresión de SST3 y PQ. De tal manera, que la presencia del CDA y de SAFA en el microambiente pueden ser determinante en el desarrollo del proceso infeccioso, así como en la eficiencia de las terapias antivirulencia. _______________ ANTI-VIRULENCE ACTIVITY OF DODECANOIC AND TETRADECANOIC ACIDS: EFFECT ON THE ESTABLISHMENT OF Pseudomonas aeruginosa IN A CUTANEOUS INFECTION MODEL IN MICE. ABSTRACT: Cell-cell communication by quorum sensing (QS) is one of the most studied anti-virulence targets. In this field, fatty acids (FA) and saturated fatty acids (SAFA) have gained importance, as they act as autoinducer (DSF family) and anti-virulence molecules when evaluated in vitro. The aim of this study was to analyze the anti-virulence activity of the SAFA: C12-18, and compare their effect with the autoinducer cis-2-decenoic (CDA) in a murine model. The effect of SAFA was evaluated in six virulence factors regulated by QS, and in the secretion of the effector protein ExoU by type three secretion system (T3SS). A murine cutaneous abscess model was used to analyze the effect of the FA in the establishment and damage caused by PA14 wild type. Dodecenoic (lauric, C12:0) and tetradecenoic (myristic, C14:0) acids reduced pyocyanin production (30-50 % with 200M and 1000 M), while CDA inhibited its production by 71 % when evaluated at 3 M. Furthermore, a sharp inhibitory activity of swarming was registered for both, lauric (91 % with 1000 M) and myristic (90 % with 40 M) acids. Interestingly, the acids did not affect biofilm formation. Nonetheless, CDA reduced biofilm 52 % with 3 M, but swarming was not affected. Additionally, SAFA: C12-18 inhibited ExoU secretion, being lauric acid (200 M) the most active, while CDA brought it down with 50 M. However, in vivo essays with lauric and myristic acids induced a greater necrotic area, stimulated dispersion rate and reduced survival of mice up to 50 %, whereas CDA (500 M) avoid damage without affecting the viability of PA14 WT. Finally, to determine if lauric acid could modify the anti-virulence activity of curcumin (anti-QS) and MBX 1641 (anti-T3SS), isobolograms were performed. Until we detected beneficial hormesis effects with some combinations like MBX1641/lauric acid, in vivo evaluation induced a greater damage. We suggested with the literature available that lauric and myristic acids act as signal molecules with the FA sensor, called PsrA, which regulates T3SS and QS expression. Then, the presence of CDA as well as SAFA in the microenviromental could be determinant in the development of the infective process and in the efficiency of the anti-virulence therapies.