articulo quorum sensing
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Quorumsensing:“Ellenguajebacteriano”
DATASET·DECEMBER2013
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RomanYesidRamírez
UniversidadPedagógicayTecnológicadeCo…
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QUORUM SENSING: “EL LENGUAJE BACTERIANO”
Sandra Galeano Ariza1 Sandra González Buitrago1
Román Yesid Ramírez R2
1Universidad de Boyacá 2Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Resumen
El Quórum Sensing es un mecanismos de comunicación bacteriano que depende de la densidad celular, donde se utiliza la emisión de diversas
moléculas químicas como la acil homoceril lactona (AHL) y la presencia de uno o más autoinductores (dependiendo del sistema), logrando así
la expresión coordinada de genes de respuesta. Los fenómenos fisiológicos regulados por el quórum sensing son diversos, entre ellos
tenemos la formación de biopelículas, el movimiento colectivo
denominado swarming y la expresión de factores de virulencia, este último muy importante en la generación de la patología infecciosa. La
importancia de conocer las vías de comunicación implicadas en la detección de quórum, radica en la implementación de nuevas
estrategias para reprimir la interacción célula-célula, impidiendo la expresión de factores de virulencia y por consiguiente el desarrollo de la
infección.
Palabras clave: Quorum sensing, bacteria, comunicación celular, patogenicidad, virulencia.
Abstract
Quorum sensing is a bacterial communication mechanism depending on
the cell density, which uses the emission of various chemical molecules such as homoceril acyl lactone (AHL) and the presence of one or more
autoinducers (depending on the system), thus achieving coordinated
expression of responsive genes. Physiological phenomena regulated by quorum sensing are diverse, among them are biofilm formation, a
collective motility called swarming and expression of virulence factors, this latter very important in the generation of infectious disease. The
importance of knowing communication routes involved in quorum sensing, lies in the implementation of new strategies to suppress the cell
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to cell interaction, preventing the expression of virulence factors and therefore the development of infection.
Key words: Quorum sensing, bacteria, cell comunication, patogenicity,
virulence.
Introducción
Hasta hace poco tiempo las bacterias habían sido consideradas como microorganismos no diferenciados y no cooperativos, sin posibilidad de
que existiesen mecanismos de comunicación intercelular. Sin embargo,
recientemente se supo que dichos microorganismos han desarrollado sofisticados mecanismos de comunicación denominados en conjunto
“Quorum Sensing” (QS), lo que les permiten detectar y responder a las condiciones ambientales, incluyendo estímulos como los cambios de
temperatura, la disponibilidad de nutrientes, presión, Oxígeno y pH.[1]
El QS es considerado un mecanismo de comunicación entre bacterias que permite regular procesos importantes como la formación de
biopelículas, la producción de metabolitos secundarios, la expresión de mecanismos de resistencia al estrés y la expresión de factores de
virulencia. [2] Tales fenómenos se llevan a cabo a través de mecanismos de autoinducción de señales químicas presentes tanto en
bacterias grampositivas como en gramnegativas [3].
En 1970 Nealson y Hastings en la universidad de Harvard,
(Massachusetts) aislaron la enzima luciferasa (productora de luz) en la bacteria marina bioluminiscente Vibrio fischeri, descubriendo que dichos
cultivos producían luz sólo cuando había una alta densidad de bacterias, hecho por el cual se supuso que estaba controlado por algún mecanismo
molecular cuya señal era producida por las mismas bacterias [4]. El QS o percepción de quórum (en español) fue descrito por primera vez 1994
Fuqua y colaboradores, su etimología corresponde al término en inglés “quórum” que significa consenso y “sensing” que significa percepción lo
que refiere al fenómeno mediante el cual las bacterias pueden comunicarse entre sí, excretando al medio moléculas señalizadoras qu
son reconocidas por otros microorganismos homólogos [5]. Años más tarde se descubrió que un mecanismo similar al de V. fischeri, mediado
por distintas moléculas de señalización de la misma familia, estaba implicado en la regulación genética de diversos procesos como la
producción de bacteriocinas la liberación de factores de virulencia y la
transferencia conjugacional de plásmidos en Pseudomonas aeruginosa,
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lo que inició una serie innumerable de descubrimientos que han brindado una nueva visión del mundo microbiano [1,6].
El objetivo de esta revisión es describir de forma general los sistemas de
QS que utilizan las bacterias de manera colectiva.
QUORUM SENSING
Las bacterias tienen la capacidad de comunicarse usando su propio
lenguaje, el cual se basa en la interacción de un conjunto de moléculas químicas, donde los microorganismos tienen la facultad de percibir y
emitir señales al medio que las rodea; siendo esto suficiente para la iniciación de la expresión coordinada de genes, logrando establecer su
propio sistema de comunicación. Es necesario resaltar que para que haya la detección de las señales debe existir una alta densidad
bacteriana, puesto que de lo contario es imposible lograr la trasmisión de la información [7].
Diversidad estructural de las moléculas de señal
La molécula más utilizada en la señalización es la AHL compuesta por
una cadena acil-grasa ligada a una homoserina lactonizada a través de una unión amida. La dimensión de la cadena acílica puede variar de 4-
16 átomos de carbono en números pares, aunque han identificado una
acil homoserín lactona con 7 átomos de carbono en la cadena acílica [8]. El tercer carbono en la cadena acílica puede ser un carbonil totalmente
oxidado, llevar un grupo carboxilo o estar totalmente reducido, variedad que se debe a la derivación de la cadena acílica en la biosíntesis del
ácido graso. Dos de las acil homoseríl lactonas más largas descritas tienen una simple unión insaturada en el medio de la cadena acílica.
(Fig. 1) [7].
Figura1. Diversidad estructural de AHL
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Fuente: Quorum sensing en la asociación beneficiosa de las bacterias con las plantas.
Existe una diversidad estructural de AHLs que cambia dependiendo de la bacteria o incluso pueden variar en la misma especie, siendo
clasificadas de acuerdo a su origen y composición química. Se considera
que el transporte de las AHLs de cadena corta se da por difusión simple, mientras que para las AHLs de cadena larga (más de 12 átomos de
carbono) ocurre un transporte activo a través de un sistema de eflujo o influjo [9].
Otras moléculas de señalización importantes son los péptidos
autoinductores (AIP), que se utilizan como señales de un sistema de dos componentes, tipo sensor unido a membrana como el receptor
histidín quinasa. En otros sistemas el receptor es una fosfatasa citoplasmática que desfosforila un regulador. Un tercer tipo de receptor
del péptido, que se encuentra en Enterococcus faecalis, es un represor transcripcional. Sin embargo, el uso común de señales peptídicas es
propia de las bacterias grampositivas [10].
SISTEMAS DE QUORUM SENSING
Para poder comprender los sistemas de QS es fundamental establecer
una clasificación teniendo en cuenta la composición química, el número y las posibles interacciones que se establezcan entre las distintas
moléculas autoinductoras [11]. Existe una amplia diversidad de moléculas involucradas en la señalización célula-célula, las cuales de
acuerdo con su estructura química poseen diferentes mecanismos, por ello se ha creado una jerarquización de las diferentes cascadas de
comunicación para diferenciar cada proceso [7].
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Sistemas de quorum sensing con un autoinductor
Mecanismo en bacterias gramnegativas
En las bacterias gramnegativas el proceso de la señalización ocurre a nivel intracelular y es regulado por proteínas receptoras en el citoplasma
y en general de moléculas de AHL que al interactuar con dichas proteínas inducen su unión al ADN lo que modula la expresión de genes
de respuesta [3]. El ejemplo más conocido de QS con un autoinductor
es el de Vibrio fischeri, que fue la primera bacteria aislada con el fin de estudiar tal fenómeno. Tras los estudios se demostró que V. fisheri
produce un compuesto difusible (AHL) que se acumula en el medio ambiente circundante solo durante la fase de crecimiento exponencial de
la bacteria, lo que hace que se genere la expresión del gen de la luciferasa que (con ayuda del Oxígeno) oxida la luciferina produciendo
oxiluciferina que al volver de su estado excitado a su estado basal emite luz en el medio cultivo (bioluminiscencia) [5].
El sistema desarrollado por esta bacteria es el más conocido y sencillo,
porque tiene un único autoinductor, que corresponde a una molécula de AHL. El sistema está regulado por el operón luxI/luxR, que de forma
constitutiva expresa niveles basales de la proteína LuxI y la proteína receptora del Lux R [12].
Cuando la concentración de la bacteria es muy baja la molécula autoinductora (LuxI) se produce en muy baja concentración y es
secretada por difusión simple al medio extracelular donde se acumula pero no llega a concentraciones significativas. En estas condiciones, la
bacteria no produce luz. Cuando los microorganismos se reproducen y alcanzan una alta densidad microbiana, la concentración del
autoinductor es directamente proporcional a la cantidad de bacterias acumuladas, es estas circunstancias LuxI entra al interior de la bacteria,
también por difusión y se une a su proteína receptora LuxR, momento en el que se induce la expresión del operón luxI/luxR sintetizándose la
proteína receptora LuxR y la sintetasa del autoinductor LuxI, produciéndose una autoinducción del sistema. La unión del autoinductor
a su proteína receptora LuxR induce también la expresión del operón luciferasa (luxCDABE) con la correspondiente producción de
bioluminiscencia (Fig. 2) [11]. Figura2. Sistema de QS con un autoinductor en Vibrio fischeri
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Fuente: Marquina, D., Santos, A. Sistemas de quorum sensing en bacterias.
Mecanismo en bacterias grampositivas
La señalización en las bacterias grampositivas ocurre de manera externa, es decir que las moléculas de señalización se caracterizan por
no atravesar la membrana plasmática y por ello necesitan de
receptores que se localizan en la pared celular. Teniendo en cuenta lo anterior, el primer evento de señalización ocurre afuera de la bacteria
para luego interiorizarse por medio de un sistema de transducción, (el cual está conformado por dos moléculas: la histidín cinasa y la fosfatasa
citoplasmática) encargadas de mediar la respuesta [13]. Los sistemas de QS de bacterias grampositivas se describieron con posterioridad a los
presentes en bacterias gramnegativas, esto es debido en parte a que no utilizan autoinductores de tipo AHL.
Las moléculas autoinductoras en bacterias grampositivas son pequeñas
fracciones de oligopéptidos modificados, que al igual que las AHLs son muy específicos y confieren a la cepa bacteriana que las posee
capacidad de comunicarse de forma intraespecífica. Estos oligopeptidos no se difunden a través de la membrana plasmática, y necesitan un
transportador específico, que generalmente modifica la estructura del
autoinductor. También necesita dos receptores; una histidín-quinasa de membrana y una proteína (regulador) que interacciona con el DNA y
activa la transcripción [14].
El ejemplo más sencillo de estos sistemas de QS es el descrito en Staphylococcus aureus. Se trata de una bacteria que generalmente se
encuentra haciendo parte de la microbiota normal del ser humano, y
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que en determinadas circunstancias se convierte en patógena e invade los tejidos. Cuando se encuentra en bajas concentraciones, S. aureus
expresa factores proteicos que le permiten adherirse y colonizar superficies, sin embargo, a elevadas concentraciones celulares la
síntesis de estos factores se reprime y la bacteria comienza a secretar factores de virulencia que afectan la integridad del tejido, siendo
relevante mencionar que todos estos procesos están regulados por el sistema de QS denominado Agr [13].
El sistema Agr de S. aureus, está constituido por cuatro genes agr que codifican la expresión de cuatro proteínas: AgrD que sintetiza el
autoinductor peptídico, AgrC el cual sintetiza la histidín-quinasa encargada de transmitir la señal desde la membrana plasmática hasta la
molécula reguladora de la respuesta transcripcional, AgrA que está encargada de sintetizar la molécula reguladora de la respuesta
transcripcional y finalmente AgrB proteína excretora que modifica el anillo de tiolactona del autoinductor peptídico (Fig. 3) [15].
Cuando la concentración de S. aureus es muy baja, el sistema Agr está
funcionando de forma constitutiva, produciendo niveles basales de las proteínas mencionadas anteriormente. De esta forma el autoinductor
sale al medio extracelular, y se producen los factores de adhesión y colonización a superficies. Cuando los niveles de S. aureus aumentan, el
autoinductor peptídico se une a la histidín-quinasa de membrana lo
produce una señal de fosforilación del regulador transcripcional que se une al DNA con dos efectos: uno es inducir la transcripción de un ARN
de regulación, el ARN III que permite la expresión de los factores de virulencia y reprime la expresión de los factores de colonización y
adhesión a superficies. El otro induce la expresión del operón Agr (D,C,A,B) con lo que se produce la reactivación del sistema [14,16].
Figura 3. Mecanismo de QS en Staphylococcus aureus.
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Fuente: Listening in on bacteria: acyl-hoserine Lactona signalling
SISTEMAS DE QUORUM SENSING CON DOS O MAS INDUCTORES
Existen sistemas bacterianos de regulación por QS considerados más complejos que los anteriormente descritos; dentro de estos sistemas
podemos encontrar dos tipos en función de la forma en que actúan los autoinductores, siendo denominados sistemas cooperativos y sistemas
competitivos [17].
Sistemas cooperativos: Dentro de estos encontramos, los circuitos en paralelo donde se desarrolla un proceso químico de comunicación,
que utiliza dos genes de transcripción homólogos denominados AphA y LuxR, propios de Vibrio harveyi, encargados de activar y reprimir la
expresión génica [18]. Esta bacteria en condiciones de alta densidad
celular usa tres autoinductores, los cuales se unen a receptores afines. La interacción se inicia con una primera señal donde se encuentra la
AHL llamada HAI-1 (3OHC4-homoserinalactona), que utiliza la proteína LuxM (que aunque no es homóloga con LuxI, está encargada de
catalizar la misma reacción bioquímica) y la LuxN que actúa como receptor de membrana para HAI. La segunda señal es la AI-2, que
requiere la producción de la enzima LuxS/AI-2, ligada al periplasma para LuxP. La tercera señal es una molécula denominada 3-
hydroxytridecan-4-ona (CAI-1), que se produce por la enzima CqsA, y de nuevo, esta señal interactúa con un sensor histidina quinasa unida a
la membrana. Esta unión provoca la defosforilación de LuxU, que a su vez transmite la señal al LuxO. La cascada de señalización celular
regulada por esta molécula induce la expresión del sistema luxI/luxR, induciendo la expresión del operon luxCDABE lo que genera la emisión
de luz en el sistema [14].
Otro sistema cooperativo son los circuitos en serie, propios de
Pseudomonas aeruginosa, microorganismo de gran importancia clínica debido a que se adhiere con facilidad a materiales que se usan en
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procesos invasivos actuando como patógeno oportunista, capaz de formar biopelículas resistentes a los antibióticos. [19]
P. aeruginosa es el modelo más estudiado para la detección de quórum en la regulación de procesos patológicos, utilizando al menos tres vías
de señalización diferentes. Dos de estos sistemas emplean AHLs como molécula de marcaje; siendo específicamente, N-(3-oxododecanoil)-L-
homoserina lactona (OdDHL) que se une al receptor LasR lactona y N-butanoil-L-homoserina (BHL) con el RHLR que es el receptor afín. El
segundo en actuar es el circuito rhli/rhlR, que también posee dos genes,
el gen rhli y el gen rhlR; El gen rhli: produce la proteína Rhli que sintetiza el segundo autoinductor (C4 homoserin lactona); rhlR: codifica
para la proteína RhlR que es el receptor de la C4 homoserin lactona (Fig. 4). El total entendimiento de este mecanismo podría generar una
alternativa para el tratamiento de infecciones por P. aeruginosa tras el bloqueo del mismo. La activación de los factores de virulencia depende
de la expresión del QS en el organismo huésped, es decir que cuando la bacteria expresa sus factores de patogenicidad es porque hay una alta
cantidad de autoinductores. [8,20]
Figura 4. Circuito en serie de QS en Pseudomonas aeruginosa
Fuente: Gobbetti, M. y cols. Cell–cell communication in food related bacteria.
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Sistemas competitivos: Estos mecanismos de comunicación se identifican por poseer reguladores pépticos que se encuentran en las
complejas vías de señalización, incluida la vía de desarrollo para la esporulación bacteriana y la competencia por señales, así que algunas
bacterias liberan sustancias como las proteasas que destruyen los receptores específicos para dichas moléculas. Dentro de las bacterias
que utilizan dicha señalización alternativa se encuentra Bacillus subtilis, el cual posee vías de señalización reguladas por las proteínas Rap-PHR.
Los genes rapA y rapB se encuentran involucrados en la transcripción y
controlan las condiciones de crecimiento y la esporulación. rap y phr son genes homólogos que codifican para la familia de las proteínas Rab,
usando pequeños péptidos derivados del gen phr, siendo secretados por la célula al medio externo y posteriormente captados por un
oligopeptido (Opp) encontrado en la membrana celular, donde son transportados por permeasas hasta el citoplasma y luego de ser
interiorizado, cada péptido phr interactúa con proteínas que inhiben o activan la esporulación dependiendo de los requerimientos de la bacteria
[14,20].
PAPEL DEL QUORUM SENSING EN LOS FENOMENOS COLECTIVOS BACTERIANOS
Las bacterias mantienen una comunicación permanente entre ellas,
dentro de los diferentes ambientes o microambientes donde permanecen y conviven. Esta compleja interacción de microorganismos
se lleva cabo gracias a la señalización bioquímica que les permite reconocer cuando se alcanza el umbral poblacional para desarrollar
funciones inherentes al comportamiento social como la formación de biopelículas o movimientos colectivos como el swarming. [21]
La participación colectiva ayuda a las bacterias como P. aeruginosa a
sobrevivir en una amplia gama de ambientes. Las infecciones por este microganismo son difíciles de erradicar, debido a la gran resistencia que
poseen a los antibióticos y desinfectantes, y al crecimiento de biopelículas, tanto estos fenómenos como la síntesis de productos
tóxicos y degradativos son posibles debido a los sistemas de
autoinducción [22].
Se cree que S. aureus posee dos mecanismos independientes en la formación de biopeliculas, la primera consiste en un polisacárido
extracelular, llamado PAI (polisacárido adhesina intercelular) y el
segundo es independiente a polisacáridos, posiblemente con la
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participación de proteínas de adhesión y regulado por genes agr, que le confiere a la bacteria la capacidad de formar de biopeliculas [23].
La bacteria Vibrio cholerae por lo general habita en ambientes acuáticos
naturales, pero es mejor conocida como el agente causante del cólera, una enfermedad diarreica grave. Dos factores de virulencia son la
toxina colérica (TC) y toxina reguladora de pilis (TCP), las cuales juegan un papel importante en la producción de la enfermedad, Tales
toxinas son producidas solo de manera colectiva y su regulación se da por dos proteínas (autoinductores) ToxR y TCPP [24].
Biopelículas: Se definen como una comunidad de microorganismos que
crecen en una matriz de exopolímeros adheridos a una superficie inerte o a un tejido vivo. Los procesos relacionados con la formación de
biopelículas están regulados por sistemas de QS, y el tipo de señales
químicas que usan para su formación puede variar dependiendo del microorganismo [11]. Un gran número de infecciones en el humano son
causadas por estas asociaciones bacterianas incluyendo la caries dental, la enfermedad periodontal, otitis media, infecciones músculo-
esqueléticas, infección del tracto biliar, endocarditis bacteriana y neumonía en pacientes con fibrosis quística [25].
En la formación de las biopelículas ocurren diferentes fases de desarrollo
que son: acondicionamiento, adhesión, síntesis de matriz extracelular, maduración y dispersión, lo que lleva a la formación de una estructura
en forma de depósitos homogéneos y acumulaciones viscosas celulares rodeadas de una matriz de polímeros con canales abiertos para el
movimiento de agua. En la primera fase de formación las bacterias deben vencer las fuerzas de repulsión hasta lograr la adsorción
irreversible al material al cual se van a adherir, seguida de la formación
de una microcolonia [26]. Cabe mencionar que al alcanzar una densidad de población determinada, se induce la síntesis de metabolitos
secundarios que produce la formación del exopolisacárido que se extiende hasta lograr la maduración de la biopelícula. La disgregación
permite la formación de una nueva colonia o su eliminación [27].
Con el desarrollo de la tecnología médica, aparecieron materiales que permiten ser implantados en el organismo sin causar reacciones
adversas, pero estos no están exentos de contaminación bacteriana y la formación de biopelículas en ellos [23].
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Swarming: Es uno de los fenómenos de movimiento colectivo bacteriano muy característico de algunas especies, el cual se desarrolla
en un medio de cultivo sólido. Dicho fenómeno puede evidenciarse macroscópicamente por formación de una película sobre la superficie del
medio que se extiende hasta cubrir toda la placa. Para que las bacterias puedan formar colonias con movimiento de tipo swarming en medios
sólidos, se tienen que producir tres procesos secuenciales: a. La formación de una colonia regular en el punto de inoculación del medio
de cultivo. b. La diferenciación de las células del borde de la colonia, de
forma que se vuelven más largas (hasta 50 μm) y desarrollan flagelos varias veces más largos que las de las células basales. c. Lo anterior
origina un movimiento direccional hacia delante sobre la superficie del medio de cultivo.
En el género en que mejor se ha estudiado este desplazamiento es en el Proteus, cuyo movimiento de swarming se desarrolla por la formación
de círculos a partir del punto de inoculación, que le brindan un aspecto notorio a la colonia, este fenómeno solo se da cuando hay alta densidad
de bacterias. Proteus induce una respuesta con la molécula de AHL para el reconocimiento de superficies, así pueden moverse rápida y
coordinadamente sobre la superficie en la cual se establecen [28,29].
APLICACIONES DEL ESTUDIO DE QUORUM SENSING
Inhibición del quorum sensing
Al conocer los mecanismos moleculares de interacción que desarrollan
las bacterias se abren nuevas puertas terapéuticas para el tratamiento
de las infecciones bacterianas, que quizás puedan resolverse algún día sin acudir a los antibióticos; los cuales no siempre son eficaces por la
resistencia que hacen algunos patógenos y por el uso excesivo e indiscriminado de los mismos [16]. El conocimiento acumulado de los
sistemas de comunicación bacteriana y su dinámica de coordinación para formar biopelículas, expresar factores de virulencia, moverse
colectivamente, etc, hace posible pensar en la implementación de inhibidores naturales o sintéticos del QS para el tratamiento de las
infecciones bacterianas causadas por Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae y Escherichia coli
entre bacterias en las cuales ya se conocen los sistemas de QS [28].
El proceso de QS puede ser interrumpido por diferentes mecanismos como reducir la actividad de la AHL utilizando una enzima del grupo de
las lactonasas cuya función es hidrolizar el anillo de lactona de las
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AHLs, este mecanismo interfiere en los sistemas de QS de bacterias gramnegativas, pero no afecta a las grampositivas que tienen
oligopéptidos ciclicos como moléculas autoinductoras. Otro mecanismo de bloqueo es la disminución de la concentración de AHL activa en el
medio. Así, las AHLs se degradan de modo espontáneo por hidrólisis alcalina a pHs elevados aunque esta disminución de la concentración de
AHL puede también deberse a mecanismos enzimáticos. Se han descrito algunas bacterias con capacidad de degradar señales AHL, por lo que las
bacterias responsables podrían ser utilizadas en el bloqueo de
comunicación bacteriana y sus enzimas tienen gran interés para su uso en aplicaciones biotecnológicas. Existen otros compuestos químicos que
actúan como inhibidores enzimáticos, uno de estos es el Triclosan que es capaz de inhibir la enoil-ACPO reductasa, cuyo producto es
fundamental en la biosíntesis de las AHLs (Fig. 5) [1].
Otro mecanismo que se puede usar es el bloqueo de la transducción de la señal de QS que se puede lograr por la presencia de un antagonista
de la AHL capaz de competir o interferir con la unión de la señal a su receptor LuxR. Los antagonistas competitivos serían lo suficientemente
similares, estructuralmente, a las AHLs para permitir su unión al receptor pero no activarían la transducción de señal posterior, mientras
que los antagonistas no competitivos mostrarían baja o ninguna similitud estructural con las AHLs, ya que se unirían a sitios distintos del
receptor LuxR. Se ha observado que los antagonistas pueden acelerar la
degradación de LuxR por la célula cuando se unen a esta [30,31,32].
Figura 5: A) Cuatro posibles modos de degradación enzimática de AHLs. Los números indican la posición de corte de las enzimas: 1)
Lactonasa; 2) Descarboxilasa; 3) Deaminasa y 4) Acilasa. B) Modo de
acción de los dos tipos principales de enzimas de QQ conocidos. Las lactonasas hidrolizan el anillo HSL de la AHL mientras que las acilasas
rompen el enlace amida entre el anillo HSL y el ácido graso.
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Fuente: Dong, Y. et al. (2005). Quorum Sensing and Quorum-Quenching Enzymes
AUTOINDCUTORES EN CELULAS EUCARIOTAS
Según investigaciones realizadas en los últimos años, se ha
comprobado, que los autoinductores pueden influir en diversos procesos
realizados en las células eucariotas; fenómeno denominado señalización
inter-reino, siendo uno de los casos más mencionados el de la N-3-oxo-
decanoil-HSL producida por P.aeruginosa, que actúa en células de
mamíferos, promoviendo actividad inmunorreguladora, ya que inhibe la
interleuquina 12 (IL12) y a su vez activando el factor de necrosis
tumoral alfa (FNT ). En otros estudios in vitro se ha podido indagar que
la N-3-oxo-decanoil-HSL, favorece la actividad pro-inflamatoria y acelera
la apoptosis en varios tipos celulares, incluyendo macrófagos,
neutrófilos y células de carcinoma de seno; indicando así la importancia
de plantear una posible alternativa terapéutica contra el cáncer,
utilizando N-3-oxo-decanoil-HSL con el fin de inducir apoptosis en
aquellas células que han sido alteradas en su ciclo celular. Por otro lado,
es interesante resaltar, que se ha descrito el efecto farmacológico de
dicho componente molecular (N-3-oxo-decanoil-HSL), en la inhibición de
la vasoconstricción de arterias coronarias de cerdo y la producción de
bradicardia [3,33,34].
CONCLUSIONES
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El QS es un mecanismo de comunicación celular desarrollado a través
de señales químicas, que permite a las bacterias desempeñar diversos
mecanismos de interacción en presencia de una alta biomasa
poblacional para realizar actividades colectivas.
El conocer la capacidad de comunicación entre microorganismos permite
desarrollar alternativas de solución encaminadas a aplicar métodos de
control que impidan el desarrollo de factores de virulencia facilitando el
trabajo del sistema inmunológico.
Los diferentes mecanismos de señalización bioquímica utilizados por las bacterias son específicos dependiendo del microorganismo que lo utilice,
permitiendo así establecer vías de comunicación para el desarrollo de sus actividades fisiológicas y metabólicas. Esta característica permitiría
crear monoterapias o adyuvantes específicos para diferentes infecciones producidas por diferentes bacterias.
Con el conocimiento del “lenguaje bacteriano” el hombre podrá crear
herramientas con las que podrá interferir dicha comunicación, haciendo imposible la acción comunitaria de las bacterias que es la clave de su
éxito sobre organismos superiores.
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