Determinación del efecto fotodinámico sobre factores de virulencia de cepas de Staphylococcus aureus

Abstract

Staphylococcus aureus es una bacteria Gram positiva que provoca múltiples infecciones debido a la adquisición de múltiples mecanismos de resistencia a antibióticos y a la amplia producción de factores de virulencia, en especial la formación de biopelículas (1). El desarrollo como biofilm es un factor de virulencia clave para la persistente supervivencia de S. aureus, ya que le permite adherirse a las superficies bióticas/abióticas a través de las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) que produce (2). Además, las EPS actúan como barrera primaria para restringir la penetración de antibióticos y la respuesta inmune del huésped, provocando que las biopelículas bacterianas sean más resistentes que las células planctónicas (3). Por lo tanto, es imperativo un enfoque alternativo para controlar/prevenir las infecciones asociadas a S. aureus. La inactivación fotodinámica (PDI) surge como un enfoque foto-quimioterapéutico con aplicaciones en la terapia antimicrobiana. El proceso de PDI se basa en el uso combinado de luz, oxígeno y un agente fotosensibilizador (PS). Estos tres componentes interactúan generando especies reactivas de oxígeno (ROS). Las ROS atacan simultáneamente varios sitios biomoleculares del patógeno, lo cual genera daños irreversibles que conllevan a la muerte de los microorganismos (4). Así mismo, la no especificidad del ataque de las ROS evita el desarrollo de los mecanismos convencionales de resistencia por parte de los patógenos. En este trabajo se evaluó el efecto antimicrobiano de cinc (II) 2,9,16,23-tetrakis[4-(N-metilpiridiloxi)] ftalocianina (ZnPPc4+) a distintas concentraciones, sobre tres cepas de S. aureus: - ATCC 25923, - DM1, proveniente de una infección intrahospitalaria y - DM2, aislada de una infección mastítica bovina. La actividad de este PS se analizó sobre cultivos desarrollados de manera planctónica y biofilm. Finalmente se estudió su acción sobre diversos factores de virulencia antes y después del tratamiento fotodinámico. Los resultados indican que este PS no sólo es eficaz a muy bajas concentraciones y dosis de luz para la inactivación de las diferentes cepas de S. aureus en forma planctónica, sino también para disminuir el número de microorganismos que forman parte del biofilm. Asimismo la aplicación de ZnPPc4+ y cortos tiempos de irradiación con luz visible mostraron algunos cambios fenotípicos, en cuanto a la forma y tamaño de las colonias post-tratamiento, sin evidenciarse la modificación de la expresión de los factores de virulencia analizados. Sin embargo, estos resultados fueron obtenidos a bajas dosis de luz y de ZnPPc4+. Por lo tanto, la PDI es una terapia alternativa prometedora, no sólo para controlar la reproducción de microorganismos patógenos, sino también para permitir disminuir los efectos de factores de virulencia que puedan quedar remanentes luego de la fotoinactivación de los microorganismos.