Búsqueda y aislamiento de metabolitos secundarios en plantas y su caracterización como antiinflamatorio y antimicrobiano. Potencial uso de estos en pacientes con fibrosis quística...

• Autores: Mengoni, Eleonora Soledad
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vojnov, Adrián; Zorreguieta, Ángeles
• Materia: FIBROSIS QUISTICA; PSEUDOMONAS AERUGINOSA; EXTRACTO DE ROMERO; ACIDO CARNOSICO; ACIDO ROSMARINICO; CARNOSOL; XILITOL; QUORUM SENSING; CYSTIC FIBROSIS; PSEUDOMONAS AERUGINOSA; ROSEMARY EXTRACT; CARNOSIC ACID; ROSMARINIC ACID; CARNOSOL; XYLITOL; QUORUM SENSING
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La Fibrosis Quística (FQ) es una enfermedad autosómica recesiva producida por mutaciones en el gen que codifica un canal para iones cloruro, el CFTR. La principal complicación a la que se enfrentan las personas que padecen FQ es el daño pulmonar crónico y progresivo causado principalmente por el patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa. En esta tesis, se estudiaron compuestos provenientes de fuentes naturales con el objetivo de establecer si alguno de ellos poseía actividad antimicrobiana sobre P. aeruginosa PAO1 y/o anti-inflamatoria en modelos in vitro e in vivo. En una etapa preliminar, se empleó un extracto acuoso (RACU) y otro etanólico (RETOH) obtenidos a partir de hojas frescas de romero, y posteriormente se evaluaron sus compuestos mayoritarios: el ácido rosmarínico (RA), el ácido carnósico (CA) y el carnosol (CS). De todos, el CA, disminuyó el crecimiento de P. aeruginosa de manera dosis dependiente, potenció la actividad del antibiótico tobramicina, redujo la adhesión bacteriana a placas de poliestireno, e interfirió con la motilidad a concentraciones subinhibitorias. Mediante el uso de la cepa sensora de acil homoserina lactonas (AHLs), C. violaceum CV026,se observó que el CA afectó la producción de las AHLs C4-AHL, C6-AHL, C8-AHL y C12-AHL, responsables de la activación de genes reguladores del sistema quorum sensing (QS). En los ensayos de inflamación, tanto CA como el CS presentaron una importante actividad anti-inflamatoria tópica en modelos de ratón, corroborándose este efecto por estudios histopatológicos, y demostrándose por primera vez que el CA y el CS decrecen significantemente la expresión de IL-1β y TNF-α, e inhiben completamente la expresión de COX-2. Otro compuesto estudiado fue el xilitol debido a que es empleado en la prevención de patologías relacionadas con la colonización bacteriana en las fauces y vías aéreas superiores, se hipotetizó sobre la posibilidad de que se pueda emplear para inhibir el crecimiento de P. aeruginosa. Los resultados revelaron efectos pleiotrópicos del xilitol sobre los genes controlados por QS tanto en la producción de elastasa, piocianina, los movimientos de swarming, twitching y la formación de biofilm, sugiriendo que la producción de AHLs se encontraba afectada. El empleo de los plásmidos pME3853 (lasl::LacZ) y pME3846 (rhll::LacZ) en PAO1, permitieron demostrar la disminución de la producción de AHLs en presencia del xilitol. Por otra parte el cultivo de PAO1 crecido durante toda la noche en presencia de xilitol, se adhirió menos a las células epiteliales bronquiales Calu-3 crecidas en monocapa, disminuyendo el daño oxidativo producido por el proceso inflamatorio y la liberación de IL-8 por parte del epitelio bronquial comparado con el control (crecido sin xilitol). En conclusión, esta tesis presenta evidencias sobre el potencial uso de compuestos bioactivos provenientes de plantas en la inhibición del crecimiento de microorganismos de difícil erradicación y los posibles mecanismos involucrados.
Cystic Fibrosis (CF) is an autosomal recessive disease caused by mutations in the gene encoding the CFTR chloride channel. The main complication for people with CF is chronic and progressive lung damage caused mainly by the opportunistic pathogen, P. aeruginosa. In this thesis, natural compounds were studied in order to determine if these, had antimicrobial activity on P. aeruginosa PAO1 and/or anti-inflammatory activity in vitro and in vivo models. In the first stage, an aqueous (RACU) and ethanolic (RETOH) extracts, from fresh leaves of rosemary, and its main constituents such as rosmarinic acid (RA), carnosic acid (CA) and carnosol (CS) were studied. From these compounds, CA, not only reduced the growth of P. aeruginosa in a dose-dependent manner, but also enhanced the activity of tobramycin antibiotic. Also decreased adhesion on polystyrene plates, and interfered with bacterial motility at subinhibitory concentrations. However, the production of AHLs (C4-AHLs, C6-AHL, C8-C12-AHLs) molecules responsible for the activation of genes regulating system quorum sensing (QS), were increased by CA, when C. violaceum CV026 was employed. In inflammatory test, both CA and CS had higher topical anti-inflammatory activity in mouse models, being corroborated by histopathological studies and demonstrating for the first time that CA and CS decreased significantly, the expression of IL-1β and TNF-α, and a complete inhibition of COX-2 expression. Subsequently, xylitol other natural component employed in the prevention of pathologies related to bacterial colonization of fauces and upper airways was studied. This compound showed pleiotropics effects on genes controlled by QS, such as elastase, pyocyanin, swarming, twitching and biofilm, suggesting that the production of AHLs were affected. To confirm this point, pME3853 (lasl::LacZ) and pME3846 (rhll::lacZ) plasmids were employed in PAO1, confirming that AHLs expression were decreased. In vitro, the growing of PAO1 with xylitol, reduced the adhesion of the bacteria on bronchial epithelial Calu-3 cells, also reduced the oxidative damage and decreased significantly the IL-8 release by bronchial epithelium. In conclusion, the plant kingdom offers a large number of components and bioactive compounds with its potential use against microorganisms where their eradication is difficult to control.
Fil: Mengoni, Eleonora Soledad. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.