Eliminar las biopelículas rebeldes con productos de limpieza fúngicos

• Fecha : 22 de junio de 2020
• Fuente : Universidad de Tsukuba
• Resumen : Al crecer dentro de las tuberías y en la superficie de los dispositivos médicos, las biopelículas bacterianas causan grandes dolores de cabeza tanto a la industria de procesamiento de alimentos como a los profesionales de la salud. Dentro de las biopelículas, las bacterias están protegidas de químicos y antibióticos y pueden ser casi imposibles de eliminar. Pero los investigadores han demostradoque las enzimas producidas por las levaduras, llamadas biosurfactantes, pueden disolver las biopelículas rebeldes y aumentar la eficacia de los tratamientos químicos actuales, disminuyendo su toxicidad e impactos ambientales.

Al acecho dentro de las tuberías y en las superficies de dispositivos médicos permanentes, las capas viscosas de bacterias, llamadas biopelículas, causan problemas que van desde la contaminación a gran escala del producto hasta infecciones crónicas potencialmente fatales. Las biopelículas son notoriamente difíciles de eliminar, lo cual no es sorprendente dado que una de susLas funciones principales son proteger las bacterias encapsuladas de amenazas como la depredación, los antibióticos y los agentes de limpieza químicos.

El blanqueador, los productos de limpieza oxidantes fuertes y los detergentes derivados de la petroquímica llamados surfactantes combinados con el lavado son los métodos más efectivos para eliminar las biopelículas. Sin embargo, el blanqueador y los químicos fuertes son obviamente inadecuados para su uso en entornos biológicos, y mientras que los surfactantes se usan en productoscomo el jabón de manos y los cosméticos, muchos son tóxicos para el medio ambiente y pueden dañar las superficies en las que se usan.

Pero en un estudio publicado este mes en una revista revisada por pares Langmuir , investigadores de la Universidad de Tsukuba han encontrado una nueva forma de abordar las biopelículas, utilizando agentes de limpieza derivados de los propios microbios.

"Ciertas levaduras Candida pueden producir naturalmente biosurfactantes llamados soforolípidos durante la fermentación de aceites", explica el coautor principal, el profesor Andrew Utada. "Estudios anteriores han demostrado que los soforolípidos tienen cierto grado de actividad antimicrobiana, pero hay información contradictoria sobre los efectosde estos compuestos en biopelículas compuestas por el patógeno gramnegativo Pseudomonas aeruginosa ".

Las bacterias gramnegativas como P. aeruginosa y Escherichia coli son una de las principales causas de infecciones adquiridas en el hospital, matando a miles de personas cada año. Utilizando canales de microfluidos, los investigadores demostraron que los soforolípidos hacen un mejor trabajo al alterar P. aeruginosa establecidabiopelículas que los tensioactivos químicos de uso común.

Sorprendentemente, sin embargo, no hubo evidencia de que los soforolípidos en realidad mataran la bacteria. Por lo tanto, se usó una cepa mutante de P. aeruginosa que produce cantidades excesivas de matriz de biopelícula para examinar el mecanismo subyacente de la dispersión de la biopelícula, revelando que los soforolípidos parecen debilitar la interacción entrela biopelícula y la superficie subyacente y rompen la cohesión interna de la propia biopelícula, lo que lleva a la interrupción.

Aunque los biosurfactantes son biodegradables y mucho menos dañinos para el medio ambiente que sus contrapartes químicas, son costosos de producir. Para abordar este problema, los investigadores probaron los efectos de los soforolípidos en combinación con el tensioactivo químico ampliamente utilizado dodecil sulfato de sodio, con estímuloresultados.

"Las pruebas combinadas revelaron una sinergia entre los soforolípidos y los tensioactivos químicos, y los dos agentes juntos demostraron efectos de antibiofilm más fuertes a concentraciones aproximadamente 100 veces más bajas que cuando cualquiera de los dos se usó de forma aislada", dice el candidato al doctorado Bac Nguyen.

Aunque el objetivo a largo plazo es reducir los costos asociados con la producción de biosurfactantes, este enfoque sinérgico para la eliminación de biopelículas puede abrir nuevas puertas para el tratamiento de infecciones persistentes mediadas por biopelículas bacterianas.

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia del diario :

1. Bac VG Nguyen, Toshiki Nagakubo, Masanori Toyofuku, Nobuhiko Nomura, Andrew S. Utada. La sinergia entre el biosurfactante de soforolípido y el SDS aumenta la eficiencia de la disrupción de la biopelícula de P. aeruginosa . Langmuir , 2020; 36 23: 6411 DOI: 10.1021 / acs.langmuir.0c00643