Caracterización molecular y de sensibilidad in vitro a antibióticos y péptidos derivados de catelicidina como agentes antimicrobianos frente a aislamientos clínicos de Staphylococcus aureus procedentes de la ciudad de Bogotá D.C.

Abstract

Staphylococcus aureus es una bacteria de gran importancia clínica, caracterizada por ser la especie más virulenta dentro de su género y causante de infecciones muy diversas que pueden amenazar la vida de quienes las padecen. Sin embargo, su importancia no radica únicamente en las enfermedades que causa, sino en la alta capacidad que ha evidenciado para presentar resistencia a múltiples antibióticos dentro de los que se encuentran los βlactámicos, ejemplificada por la resistencia a meticilina. Los aislamientos resistentes a meticilina son un problema de salud pública mundial, que inicialmente se atribuían a ambientes hospitalarios, pero que con el paso del tiempo han comenzado a reportarse cada vez con más frecuencia en la comunidad. Adicional a esto, se ha observado resistencia a otros antibióticos con blancos terapéuticos diferentes. Lo anterior hace necesario la búsqueda de nuevas alternativas que permitan controlar el crecimiento bacteriano de aislamientos que no pueden tratarse mediante los antimicrobianos existentes actualmente. Este trabajo tiene como objetivo determinar el efecto de péptidos derivados de catelicidina en el crecimiento y la morfología de aislamientos clínicos de S. aureus procedentes de la ciudad de Bogotá D.C. Para ello, realizaremos la caracterización molecular respecto al gen de resistencia a meticilina mecA, la proteína A (spa) y pvl , causante de la presencia de leucocidina Panton-Valentine, e identificaremos los perfiles de sensibilidad a compuestos antibióticos de 57 aislamientos clínicos de S. aureus. Adicionalmente, evaluaremos la actividad de péptidos de catelicidina, LL-37 y ATRA-1, y daptomicina sobre los aislamientos clínicos caracterizados. Finalmente, identificaremos los cambios en la morfología bacteriana de S. aureus, por acción de los péptidos de catelicidina, mediante microscopía electrónica de barrido. Determinamos que existe una importante prevalencia de aislamientos resistentes a meticilina, y que además, existen aislamientos con discordancias en el perfil de sensibilidad a estos antibióticos en S. aureus, por otra parte se evidencia una tasa alta de sensibilidad a antibióticos con mecanismos de acciones diferentes a meticilina. Comprobamos que los péptidos LL-37 y ATRA-1 presentan capacidad antimicrobiana frente a este patógeno y que existen diferencias entre la actividad de estos compuestos y el perfil de sensibilidad a meticiilina. Finalmente, comprobamos que estos péptidos generan cambios en la morfología superficial como uno de sus mecanismos de acción, sin embargo, no se descarta que presenten efectos intracelulares que potencien su actividad antimicrobiana. Con este trabajo, buscamos contribuir a la vigilancia de la resistencia bacteriana en la ciudad de Bogotá, promover el desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas que permitan controlar la resistencia bacteriana en nuestra región, así como aportar en la caracterización de la actividad de péptidos antimicrobianos sintéticos en S. aureus. (Texto tomado de la fuente)

Staphylococcus aureus is a bacterium of great clinical importance. It is the most virulent species within its genus and the cause of very diverse infections that can threaten the lives of those who suffer from them. More importantly, it has shown resistance to multiple antibiotics, including β-lactam antibiotics, like Methicillin resistance. Methicillin-resistant isolates are a worldwide public health problem, attributed initially to hospital environments, but it has begun to be reported more and more frequently in the community. In addition to this, resistance to other antibiotics with different therapeutic targets has been observed. That makes it necessary to search for new alternatives to control the bacterial growth of isolates that cannot be treated with existing antibiotics. This work aims to determine the effect of cathelicidin-derived peptides on the growth and morphology of S. aureus clinical isolates from Bogotá D.C. city. We performed molecular characterization of the methicillin resistance mecA gene, protein A (spa), and pvl genes, and we identified the sensitivity profiles to the antibiotics of 57 S. aureus clinical isolates. Additionally, we evaluated the antimicrobial activity of LL-37, ATRA-1, and daptomycin on the characterized clinical isolates. Finally, we identified the changes in S. aureus bacterial morphology by peptides’ action using scanning electron microscopy (SEM). We determined that there is an important prevalence of resistant isolates to Methicillin. Some of them with discordances in the methicillin sensitivity in S. aureus. However, a high sensitivity rate to antibiotics with mechanisms of action different from methicillin is evidenced. We found that LL-37 and ATRA-1 peptides have antimicrobial capacity against this pathogen and are differences between the activity of these compounds and the sensitivity of the Methicillin profile. Finally, we proved that these peptides generate Surface changes in morphology as one of their mechanisms; however, it is not excluded that they present intracellular effects that potentiate its antimicrobial action. With this work, we are looking to contribute to the surveillance of bacterial resistance in Bogotá city, promote the development of new therapeutic strategies to control bacterial resistance in our region, and contribute to the characterization of the activity of synthetic antimicrobial peptides against S. aureus.