Estudio de la relación entre la generación de especies reactivas y la actividad antibacteriana de antibióticos de uso clínico y derivados de benceno sulfonilos

Abstract

En esta tesis doctoral se plantearon tres ejes de trabajo con la finalidad de aportar nuevos conocimientos en relación a la generación de especies reactivas nocivas asociadas a la acción de antibióticos de uso clínico y nuevos derivados de síntesis. Es fundamental la comprensión del impacto fisiológico derivado del tratamiento con sustancias antimicrobianas para la investigación de nuevos blancos terapéuticos, como también la optimización de las terapias existentes. El primer aspecto de estudio involucró la investigación de la perturbación del estado redox en cepas de Staphylococcus aureus sensibles y resistentes a meticilina cuando fueron expuestas al antibiótico bacteriostático Linezolid (LZD). En este sentido, se exploraron los cambios inducidos por LZD en cepas productoras de biofilm y en cepas en estado planctónico, determinándose la acción antibiofilm de LZD. Además, se indagó si el estrés oxidativo estaba vinculado a la acción del agente bacteriostático LZD. La segunda etapa de trabajo se focalizó en el estudio del daño oxidativo provocado por el antibiótico ciprofloxacina (CIP) con la particularidad de poder evaluar los daños y comprender el impacto fisiológico de un compuesto bactericida en tiempo real. Se estudió el fenómeno de peroxidación lipídica, uno de los eventos oxidativos más perjudiciales para las células, con una sonda fluorescente de gran sensibilidad. La intención de este análisis fue identificar en células individuales la lesión oxidativa y conocer la evolución de este proceso en el tiempo, así como poder visualizar y entender el metabolismo oxidativo desde una óptica muy cercana. Los resultados obtenidos revelaron heterogeneidad de lesiones oxidativas dentro de una población bacteriana proveniente de un mismo clon. De esta manera, se visualizó por primera vez en tiempo real y en bacterias individuales uno de los eventos oxidativos más nocivos para las células. El tercer eje de trabajo estuvo orientado a la búsqueda de nuevos compuestos con actividad antimicrobiana. Los derivados de N-bencenosulfonilos evaluados presentaron actividad frente a cepas Gram negativas como Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa y Gram positivas, S. aureus meticilino sensibles y resistentes. Se investigó la producción de especies reactivas del oxígeno (ERO) y especies reactivas del nitrógeno (ERN) en las diferentes cepas, con el objetivo de evaluar el estrés oxidativo inducido como también la lesión provocada en macromoléculas bacterianas por el desequilibrio oxidativo inducido. Un estudio teórico planteando un potencial receptor, permitió identificar un potencial blanco para estos derivados. Los compuestos ensayados representan prometedoras estructuras químicas para el desarrollo de nuevas clases de antimicrobianos sintéticos. <br />Mediante estos estudios pudimos concluir que el estrés oxidativo no presenta un rol preponderante cuando las bacterias son expuestas a un agente bacteriostático como LZD. Por su parte, el antibiótico bactericida CIP demostró la inducción de estrés oxidativo en tiempo real y por estudios de células únicas. Además, los derivados de síntesis también revelaron un efecto de tipo bactericida con elevación de especies reactivas en diferentes géneros bacterianos. Esto conlleva a reforzar la hipótesis de que la producción de especies reactivas está asociada a la muerte celular como parte de la acción de los compuestos bactericidas. <br /> <br />