{"id":7572,"date":"2018-04-23T13:39:00","date_gmt":"2018-04-23T18:39:00","guid":{"rendered":"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=7572"},"modified":"2018-04-23T13:39:00","modified_gmt":"2018-04-23T18:39:00","slug":"control-de-la-virulencia-de-cepas-patogenas-de-escherichia-coli-por-antimicrobianos-naturales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=7572","title":{"rendered":"Control de la virulencia de cepas pato\u0301genas de Escherichia coli por antimicrobianos naturales"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: right;\">Alam Garc\u00eda-Heredia*, Santos Garc\u00eda*, \u00c1ngel Merino-Mascorro*, Norma Heredia*<\/p>\n<p class=\"p1\" style=\"text-align: right;\">CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 21, No. 87 enero-febrero 2018<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>RESUMEN<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Varios grupos de <i>Escherichia coli <\/i>pueden causar enfermedades con alta mortalidad en el humano, facilitando esta capacidad por mecanismos bacterianos que permiten su colonizaci\u00f3n y persistencia. Se han desarrollado tratamientos para su control, sin embargo, debido a su eficacia incompleta y a tendencias actuales, se est\u00e1 contemplando el uso de compuestos naturales antimicrobianos. En este trabajo se estudi\u00f3 la actividad del or\u00e9gano mexicano, palo de Brasil y sus principales componentes antimicrobianos sobre el crecimiento, movilidad swarming, producci\u00f3n de biopel\u00edculas y expresi\u00f3n de genes de virulencia de <i>E. coli <\/i>enterohemorr\u00e1gica, <i>E. coli <\/i>enteroagregativa y <i>E. coli <\/i>shiga-toxig\u00e9nica EAEC O104:H4.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Palabras clave: <\/b><i>E. coli, <\/i>biopel\u00edcula, <i>swarming, <\/i>factores de virulencia <i>E. coli <\/i>O104:H4.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>ABSTRACT<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\"><i>Several groups of Escherichia coli may cause diseases with high mortality in human beings faciliating this capacity by baterial mechanisms which allow its settlement persistence. It\u2019s been developed treatments for its management, nevertheless due to its incomplete effectiveness and current tendencies, the use of natural antimicrobials compoundsare being contemplated. This work studies the activity of mexican oregano, nrazilian rosewood and its main antimicrobials compounds about growth, swarming movement, biofilm production and virulence genes expression of enterohemorrhagic E. coli, enteroaggregative E. coli and Shiga-toxin E. coli EAEC O104:H4.<\/i><\/p>\n<p class=\"p1\"><b><i>Keywords: <\/i><\/b><i>E. coli, biofilm, swarming, virulence factors E.coli 0104:H4.<\/i><\/p>\n<p class=\"p1\">Las enfermedades trasmitidas por el consumo de alimentos contaminados representan un aspecto de inter\u00e9s global. Cada a\u00f1o la cepa <i>E. coli <\/i>O157:H7 de patotipo enterohemorr\u00e1gico (EHEC) es responsable de 3,268 hospitalizaciones tan s\u00f3lo en los Estados Unidos, algunos de estos desencadenando complicaciones severas y alrededor de 0.5% de los casos resultan en la muerte del paciente (Fouladkhah <i>et al.<\/i>, 2013). La patog\u00e9nesis del serotipo O157:H7 es debida a la producci\u00f3n de factores de virulencia espec\u00edficos como la prote\u00edna intimina, la cual media la adherencia de la bacteria al intestino (Melton-Celsa, 2014), y la toxina Shiga (Law, 2000) que inhibe la s\u00edntesis de prote\u00ednas desencadenando la muerte celular. Adicionalmente, algunos mecanismos fisiol\u00f3gicos como la movilidad tipo <i>swarming <\/i>y la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula ayudan a la colonizaci\u00f3n y persistencia en diferentes ambientes (Garc\u00eda-Heredia <i>et al.<\/i>, 2013).<\/p>\n<p class=\"p1\">Recientemente otro serotipo de <i>E. coli<\/i>, el O104:H4 (EAEC O104:H4), ha emergido como un problema serio de salud p\u00fablica. Esta cepa pertenece al patotipo enteroagregativo (EAEC), capaz de adherirse a las c\u00e9lulas epiteliales por medio de una fimbria de adherencia llamada AAF (Boisen <i>et al.<\/i>, 2014); sin embargo, esta cepa presenta la particularidad de tambi\u00e9n producir Shiga to- xina (Stx2), que es caracter\u00edstica del patotipo EHEC. Esta combinaci\u00f3n de propiedades virulentas, aunado al amplio espectro de resistencia a antibi\u00f3ticos que presenta, produjo cuadros severos en 2011, resultando en m\u00e1s de 800 casos de s\u00edndrome ur\u00e9mico hemol\u00edtico y 53 decesos (Guy <i>et al., <\/i>2013).<\/p>\n<p class=\"p1\">La terapia con varios antibi\u00f3ticos no siempre est\u00e1 recomendada en infecciones producidas por <i>E. coli <\/i>(Bielaszewska <i>et al<\/i>., 2012), por lo que prevenir o minimizar la contaminaci\u00f3n por esta bacteria es la primera opci\u00f3n para reducir el riesgo de enfermedades en la poblaci\u00f3n. Por la variabilidad de flora vegetal existente, la inmensidad de compuestos asociados y la aceptaci\u00f3n p\u00fablica de los productos naturales, resulta importante determinar la factibilidad de uso de productos naturales para controlar de manera efectiva a estas bacterias. Los extractos de la planta <i>Haematoxylon brassiletto <\/i>(Hb), com\u00fanmente conocida como palo de Brasil, han mostrado actividad contra el crecimiento, la producci\u00f3n de la toxina Shiga y la adhesi\u00f3n de EHEC O157:H7 a c\u00e9lulas HeLa (Heredia <i>et al.<\/i>, 2005), en donde se ha establecido que los neoflavonoides (brasilina y hematoxilina) tienen gran actividad antimicrobiana (Rivero-Ruiz, 2008). De igual forma, los extractos de la planta <i>Lippia graveolens Kunth <\/i>(synon. <i>L. berlandieri <\/i>Schauer), conocida como or\u00e9gano mexicano, han mostrado inhibici\u00f3n del crecimiento contra bacterias y hongos de inter\u00e9s alimentario (\u00c1vila-Sosa <i>et al.<\/i>, 2010). Las propiedades antimicrobianas de este extracto han sido atribuidas principalmente a los aceites esenciales timol y carvacrol (Quintanilla-Licea <i>et al.<\/i>, 2014).<\/p>\n<p class=\"p1\">Aunque algunos de estos compuestos de plantas han mostrado tener actividad anti <i>E. coli <\/i>O157:H7 (Orue <i>et al.<\/i>, 2013; Kim <i>et al.<\/i>, 2011), la variabilidad fisiol\u00f3gica entre cepas impide predecir su efecto en otras, y no existen estudios sobre el efecto en cepas EAEC, incluyendo a la altamente pat\u00f3gena EAEC O104:H4.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>METODOLOG\u00cdA<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Antimicrobianos naturales<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Las hojas de or\u00e9gano y de corteza de Hb se obtuvieron de mercados locales y se realizaron extractos etan\u00f3licos (100 g de material vegetal molido y seco con 500 ml de etanol a 96%). Los extractos se maceraron a temperatura ambiente por 24 a 48 h y se filtraron con papel Whatman no. 1. Despu\u00e9s, las muestras se depositaron en platos de vidrio para evaporar el etanol y los extractos secos se resuspendieron en una peque\u00f1a cantidad de etanol a 96% y almacenaron a 4\u00b0C en frascos \u00e1mbar. Una al\u00edcuota se utiliz\u00f3 para determinar el peso seco.<\/p>\n<p class=\"p1\">Los compuestos carvacrol y brasilina se adquirieron comercialmente. El antibi\u00f3tico rifaximina y el citral se usaron como controles y se adquirieron comercialmente. La brasilina, carvacrol y citral fueron disueltos en agua destilada (Somolinos <i>et al.<\/i>, 2009), en tanto que\u00a0la rifaximina se disolvi\u00f3 en etanol a 96%. Todas las soluciones se almacenaron a 4\u00b0C en frascos \u00e1mbar hasta su uso.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Cepas bacterianas<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">En este trabajo se utilizaron la cepa EHEC serotipo O157:H7 (ATCC 43894), EAEC 042 (serotipo O44:H18) y la cepa EAEC serotipo O104:H4. Una al\u00edcuota se transfiri\u00f3 a tubos con 5 ml de caldo Mueller Hinton (MH,) o caldo Luria Bertani (LB) y se incubaron a 37\u00b0C\/24 h.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Determinaci\u00f3n de la concentraci\u00f3n m\u00ednima bactericida (CMB)<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">La CMB se determin\u00f3 por el m\u00e9todo de microdiluci\u00f3n (Garc\u00eda-Heredia <i>et al.<\/i>, 2016). Brevemente, pocillos de microplacas est\u00e9riles de 96 pozos se llenaron con 100 \u03bcl de caldo MH 2X adicionando 100 \u03bcl de diferentes concentraciones de los compuestos a probar. Cada pocillo fue inoculado con 20 \u03bcl de la suspensi\u00f3n bacteriana (2 x 10<span class=\"s1\">6 <\/span>UFC) y se incubaron a 37\u00b0C\/24 h. Una al\u00edcuota de cada pocillo se sembr\u00f3 por estr\u00eda sobre placas con agar MH, y se incubaron a 37\u00b0C\/24 h. La CMB se estableci\u00f3 como la concentraci\u00f3n m\u00e1s baja que no permiti\u00f3 crecimiento visible en las placas de agar MH.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Efecto de los compuestos o extractos sobre la movilidad tipo <\/b><em><strong><span class=\"s1\">swarming<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n<p class=\"p1\">La movilidad tipo <i>swarming <\/i>se determin\u00f3 por el m\u00e9todo descrito por Lai <i>et al. <\/i>(2009) con algunas modificaciones. Brevemente, 5 \u03bcl de los cultivos bacterianos (1 x 10<span class=\"s1\">8 <\/span>CFU\/ml) se inocularon en el centro cajas Petri con agar LB suave (0.35% agar) adicionado con concentraciones de los compuestos a probar y se incubaron a 37\u00b0\/24 h. La magnitud de la movilidad tipo <i>swarming <\/i>se bas\u00f3 en la distancia de migraci\u00f3n a partir del centro de la placa (Garc\u00eda-Heredia <i>et al.<\/i>, 2016).<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Formaci\u00f3n de biopel\u00edcula<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">La formaci\u00f3n de biopel\u00edcula fue estudiado por el m\u00e9todo de Yadav <i>et al. <\/i>(2015). Placas de microtitulaci\u00f3n est\u00e9riles se llenaron con 200 \u03bcl de caldo LB con glucosa a 0.2%, citrato de sodio a 1% (promotores de la\u00a0formaci\u00f3n de biopel\u00edcula) y los compuestos a analizar. Cada pocillo se inocul\u00f3 con 20 \u03bcl de la cepa activada (1 x 10<span class=\"s1\">6 <\/span>UFC) y la placa se incub\u00f3 a 37\u00b0C\/24 h. Despu\u00e9s de medir la absorbancia (630 nm) de cada pocillo, los sobrenadantes se eliminaron y los pocillos se lavaron con agua destilada est\u00e9ril y se secaron al aire. Las bacterias que permanecieron en los pocillos se ti\u00f1eron con 200 \u03bcl de cristal violeta a 0.1% (CV) e incubaron a 37\u00b0C\/15 min. Despu\u00e9s, las placas se lavaron con agua destilada para finalmente a\u00f1adir 200 \u03bcl de etanol a 96% a fin de disolver el CV dentro de la matriz de la biopel\u00edcula. Despu\u00e9s de 5 min de incubaci\u00f3n a 37\u00b0C, se midi\u00f3 la absorbancia (570 nm) a cada pocillo.<\/p>\n<p class=\"p1\">El \u00edndice de formaci\u00f3n de biopel\u00edcula (BFI por sus siglas en ingl\u00e9s) se calcul\u00f3 con la siguiente f\u00f3rmula:<\/p>\n<p class=\"p1\" style=\"text-align: center;\">BFI = (AB \u2013 CW)\/G<\/p>\n<p class=\"p1\">donde AB corresponde a la absorbancia de las bacterias pegadas te\u00f1idas, CW es la absorbancia de los controles te\u00f1idos (con los compuestos a analizar) y G es la absorbancia de la bacteria que se encontraba en suspensi\u00f3n. Los valores de BFI &gt;1.10 se interpretaron como una biopel\u00edcula fuerte, de 0.70 a 1.09 como una biopel\u00edcula moderada, de 0.35 a 0.69 como una biopel\u00edcula d\u00e9bil y &lt;0.35 no formaci\u00f3n de biopel\u00edcula (Garc\u00eda-Heredia <i>et al.<\/i>, 2013).<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>An\u00e1lisis de la expresi\u00f3n g\u00e9nica<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Las bacterias se cultivaron toda la noche a 37\u00b0C y una al\u00edcuota (400 \u03bcl) se inocul\u00f3 en tubos con 4 ml de caldo LB conteniendo los compuestos a probar a varias concentraciones. Los tubos se incubaron a 37\u00b0C\/3 h en agitaci\u00f3n. Inmediatamente despu\u00e9s el ARN se extrajo y purific\u00f3 usando el sistema Isolate II RNA Mini Kit y la integridad del ARN obtenido se determin\u00f3 mediante un espectrofot\u00f3metro UV-Vis. El ADNc se sintetiz\u00f3 usando el sistema iScriptTM cDNA Synthesis. Finalmente, se llev\u00f3 a cabo la reacci\u00f3n de PCR de tiempo real utilizando el sistema iQ SYBR Green Supermix. Los iniciadores utilizados incluyeron, para el gen pic (mediador de colonizaci\u00f3n, presente en O104:H4 y 042; Safadi, <i>et al.<\/i>, 2012), aggR (regulador maestro del pl\u00e1smido de adherencia agregativa, presente en O104:H4 y 042; Safadi, <i>et al.<\/i>, 2012), rpoS (relacionado al estr\u00e9s, presente en las tres cepas analizadas; Liu, <i>et al.<\/i>, 2010), Stx2 (Sigatoxina, presente en O157:H7 y O104:H4; Safadi, <i>et al.<\/i>, 2012). El gliceraldehydo-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH), un gen constitutivo, fue utilizado como normalizador y las bacterias sin tratamientos se usaron como controles y como niveles basales para comparar la expresi\u00f3n g\u00e9nica.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>An\u00e1lisis estad\u00edstico<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Todos los ensayos se realizaron al menos dos veces cada uno por duplicado o triplicado. La comparaci\u00f3n entre tratamientos se analiz\u00f3 por la prueba Fisher LSD usando el paquete computacional GraphPad Prism versi\u00f3n 6.c for IOX. El nivel de significancia utilizado fue de 95%.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>RESULTADOS<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\"><b>CMB de los extractos y compuestos<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Todos los extractos y compuestos analizados mostraron actividad antimicrobiana contra todas las cepas analizadas (tabla I). El carvacrol mostr\u00f3 la mayor actividad antimicrobiana, resultando valores de CMB similares a los mostrados por la rifaximina (control positivo), seguido de or\u00e9gano, brasilina y Hb. No se encontraron diferencias significativas (P\u22640.05) en las CMB de cada extracto o compuesto (or\u00e9gano, carvacrol, brasilina, citral y rifaximina) entre las cepas analizadas.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Efecto en la movilidad tipo <\/b><strong><em><span class=\"s1\">swarming<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n<p class=\"p1\">Se observ\u00f3 mucha variabilidad en la movilidad tipo <i>swarming <\/i>por las tres cepas analizadas, cuando se pusieron en contacto con los diferentes extractos y compuestos. De manera muy interesante, la cepa EAEC O104:H4 mostr\u00f3 un comportamiento m\u00e1s parecido al mostrado por la EHEC O157:H7 en algunos tratamientos, en otros fue semejante al de la cepa EAEC 042, y en ocasiones totalmente diferentes a las anteriores (tabla II). El or\u00e9gano a sus diferentes concentraciones redujo la movilidad tipo <i>swarming <\/i>de 7 a 39% en las cepas analizadas. Sin embargo, de manera sorpresiva, el carvacrol promovi\u00f3 la movilidad en EHEC O157:H7 y EAEC 042, pero la redujo, aunque de manera muy leve, en la cepa EAEC O104:H4. En el caso de los extractos de Hb, las cepas EHEC O157:H7 y EAEC 042 disminuyeron el <i>swarming <\/i>en niveles arriba de 90%, en tanto que de entre 40 y 50% para la cepa EAEC O104:H4. Por su parte, la brasilina redujo este tipo de movilidad en 49% para EHEC O157:H7, 63% en EAEC 042 y 77% en EAEC O104:H4. Adem\u00e1s, el citral tambi\u00e9n provoc\u00f3 reducci\u00f3n de la movilidad de 5 a 49% dependiendo de la cepa, mientras que la mayor\u00eda de las concentraciones de rifaximina utilizadas provocaron reducciones que fueron entre 75 a 100%, con excepci\u00f3n de cuando se agreg\u00f3 25% de la CMB en EAEC O104:H4, que s\u00f3lo mostr\u00f3 una reducci\u00f3n de la movilidad de 26%.<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Formaci\u00f3n de biopel\u00edcula<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Como en el caso de la movilidad <i>swarming<\/i>, se observ\u00f3 alta variabilidad en el BFI cuando las c\u00e9lulas se trataron con los extractos o compuestos (tabla III). Se observ\u00f3 disminuci\u00f3n del BFI (de 32 a 41%) en EAEC 042 por or\u00e9gano y carvacrol a 75% de la CMB. Hb provoc\u00f3 una disminuci\u00f3n (29 a 82%, P\u22640.05) del BFI en todas las cepas estudiadas, y la brasilina produjo una disminuci\u00f3n del BFI (58 y 64%) en EHEC O157:H7 y EAEC 042, respectivamente. Citral redujo (40%) el BFI en EHEC O157:H7 cuando se le agreg\u00f3 75% de la\u00a0CMB y en EAEC 042 en todas las concentraciones probadas. De manera general, la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula por EAEC 042 se redujo al agregar la mayor\u00eda de los extractos\/compuestos analizados. Es importante mencionar que al aplicar 25% de sus CMBs, el or\u00e9gano y el carvacrol incrementaron casi al doble el BFI de <i>E. coli <\/i>O157:H7, y que la brasilina y el citral incrementaron el BFI (46 y 53%, respectivamente) en EAEC O104:H4. Adem\u00e1s, la rifaximina indujo el BFI cuando se agreg\u00f3 a concentraciones correspondientes a 50 y 75% de la CMB de EHEC O157:H7 y a 75% de la CMB en EAEC O104:H4.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla1-1.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-7573\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla1-1-1024x380.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"380\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla1-1-1024x380.png 1024w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla1-1-300x111.png 300w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla1-1-768x285.png 768w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla1-1.png 1899w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla1-1.png\"><br \/>\n<\/a><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla2.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-7574\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla2-1024x579.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"579\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla2-1024x579.png 1024w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla2-300x170.png 300w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla2-768x434.png 768w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla2-384x217.png 384w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla2.png 1903w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla3.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-7575\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla3-1024x563.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"563\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla3-1024x563.png 1024w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla3-300x165.png 300w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla3-768x423.png 768w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/04\/tabla3.png 1903w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>Expresi\u00f3n de genes<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Se analiz\u00f3 la influencia de los extractos o compuestos a una concentraci\u00f3n equivalente a 75% de la CMB en la expresi\u00f3n de tres genes de virulencia y el factor rpoS en las cepas, encontr\u00e1ndose que el efecto fue cepa y com- puesto dependiente y no siguieron un patr\u00f3n consistente en las cepas EHEC O157:H7 y EAEC O104:H4. Solamente en el caso de la cepa EAEC042 se observo\u00a0un patr\u00f3n constante en el que se disminu\u00eda la expresi\u00f3n de los genes pic y rpoS, y un incremento del regulador maestro aggR (tabla IV) en la mayor\u00eda de los tratamientos al comparase con el control. La expresi\u00f3n del gen Stx2 en EHEC O157:H7 y EAEC O104:H4, disminuy\u00f3 de 34% a 96%, al exponerse a los compuestos o extractos analizados. Sin embargo, la brasilina increment\u00f3 su expresi\u00f3n (entre 30 y 40%) en las dos cepas, en tanto que el carvacrol s\u00f3lo lo hizo en la cepa EAEC O104:H4.<\/p>\n<p class=\"p1\">La mayor\u00eda de los extractos incrementaron la expresi\u00f3n del regulador maestro aggR en EAEC O104:H4, con excepci\u00f3n de or\u00e9gano y citral que redujeron su expresi\u00f3n entre 40 y 60%. En el caso de la cepa EAEC 042, este gen se sobreexpres\u00f3 de 10 a 550% con los extractos o compuestos agregados cuando se compar\u00f3 con el control. El gen pic, presente en las cepas EAEC, se sobreexpres\u00f3 entre 20 y 110% con todos los extractos o compuestos agregados en EAEC O104:H4, con excepci\u00f3n de or\u00e9gano y citral que incrementaron la expresi\u00f3n del gen entre 30 y 60%. Por el otro lado, la expresi\u00f3n del gen pic se redujo entre 50 a 97% al agregar los tratamientos a la cepa EAEC 042.<\/p>\n<p class=\"p1\">La expresi\u00f3n de rpoS se increment\u00f3 en EHEC O157:H7 con or\u00e9gano, carvacrol y rifaximina, pero se redujo por Hb y citral. La brasilina increment\u00f3 la expresi\u00f3n de este gen en EAEC O104:H4. De manera interesante, todos los extractos y compuestos redujeron la expresi\u00f3n (20 a 60%) de EAEC 042 cuando se compar\u00f3 con el control (tabla IV).<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>DISCUSI\u00d3N<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Numerosas plantas comestibles y sus compuestos purificados han mostrado tener actividad antimicrobiana que puede deberse a mecanismos diversos, como la ruptura de la membrana celular, incremento en la permeabilidad membranal, disminuci\u00f3n del pH intracelular, hiperpolarizai\u00f3n de la membrana celular, disminuci\u00f3n del nivel intracelular de ATP, etc\u00e9tera (S\u00e1nchez <i>et al., <\/i>2010). Se ha determinado que el carvacrol tiene la capacidad de unirse al ADN (Nafisi <i>et al.<\/i>, 2004), sugiriendo que la formaci\u00f3n de complejos de ADN puede ser un mecanismo para las interacciones antimicrobiano-ADN.<\/p>\n<p class=\"p1\">En este estudio, los compuestos aislados carvacrol y brasilina demostraron tener una mayor actividad bactericida en comparaci\u00f3n con los extractos completos de or\u00e9gano y Hb, respectivamente. Estas observaciones son consistentes con estudios previos que han se\u00f1alado que el carvacrol presenta mayor efecto bactericida cuando se compara con extractos de or\u00e9gano. Se piensa que la actividad antimicrobiana es debida a la interacci\u00f3n del compuesto con la bicapa lip\u00eddica de la membrana celular, provocando p\u00e9rdida de la integridad y como consecuencia fuga del material celular (Nostro <i>et al.<\/i>, 2007).<\/p>\n<p class=\"p1\">Se ha reportado actividad antimicrobiana del citral contra <i>E. coli <\/i>(Somolinos <i>et al.<\/i>, 2009), y en este trabajo tambi\u00e9n se encontr\u00f3 que posee actividad contra cepas\u00a0pat\u00f3genas de <i>E. coli. <\/i>En este estudio tambi\u00e9n confirmamos la actividad antimicrobiana de la rifaximina contra <i>E. coli<\/i>, tal como hab\u00eda sido reportado previamente (Hopkins <i>et al., <\/i>2014).<\/p>\n<p class=\"p1\">En este estudio, casi todos los tratamientos redujeron la movilidad tipo <i>swarming <\/i>en las cepas de <i>E. coli <\/i>analizadas, sin embargo, contrario a nuestras expectativas, el carvacrol la promovi\u00f3 en EHEC O157:H7 y EAEC 042, pero no en EAEC 0104:H4. Entre las posibles causas de estos resultados est\u00e1n variaciones fisiol\u00f3gicas y morfol\u00f3gicas de los aislados y a la vez la acci\u00f3n de los diferentes antimicrobianos naturales. Estudios previos han se\u00f1alado que el carvacrol puede reducir la movilidad de <i>Salmonella Typhimurium <\/i>(Van Alphen <i>et al., <\/i>2012). Adem\u00e1s, est\u00e1 establecido que las c\u00e9lulas nadadoras tienen gran actividad metab\u00f3lica y, como consecuencia, pudieran desplegar un fenotipo resistente contra antimicrobianos (Lai <i>et al.<\/i>, 2009). M\u00e1s a\u00fan, se ha establecido que <i>B. cereus <\/i>tiene la capacidad de adaptarse a concentraciones subletales de carvacrol debido a variaciones en sus \u00e1cidos grasos, disminuyendo la fluidez de la membrana (Ultee <i>et al.<\/i>, 2000). Se ha reportado que el citral es capaz de causar da\u00f1os subletales a c\u00e9lulas de <i>E. coli <\/i>(Somolinos <i>et al.<\/i>, 2009); sin embargo, las c\u00e9lulas se pueden recobrar mediante la s\u00edntesis de l\u00edpidos, requiriendo para esto grandes cantidades de energ\u00eda que, en un momento dado, pudieran afectar el desarrollo de c\u00e9lulas h\u00edper flageladas, y como consecuencia, reducir la movilidad tipo <i>swarming<\/i>.<\/p>\n<p class=\"p1\">El efecto observado de los compuestos utilizados en la producci\u00f3n de biopel\u00edcula vari\u00f3 grandemente entre las cepas y los compuestos probados. Villegas <i>et al. <\/i>(2015) han reportado que la rifaximina a concentraciones de 0.032mg\/ml y 32 mg\/ml disminuyeron la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula en algunas cepas STEC. En nuestro estudio, la concentraci\u00f3n m\u00e1s baja de rifaximina que utilizamos (25% de la CMB) fue capaz de provocar una reducci\u00f3n de la biopel\u00edcula en la cepa EAEC042. Sin embargo, a 75% de la CMB, contrario a lo esperado, promovi\u00f3 su desarrollo en EHEC O157:H7 y EAEC O104:H4, dando muestras de las diferencias entre serotipos.<\/p>\n<p class=\"p1\">A bajas concentraciones (25% de la CMB) de or\u00e9gano, carvacrol, brasilina y citral se produjo un incremento en la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula en EHEC O157:H7 y EAEC O104:H4. Previamente se ha reportado que a concentraciones subletales de antibi\u00f3ticos se puede inducir la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula en algunas bacterias. Esto se debe a una respuesta de protecci\u00f3n que inducen alteraciones a nivel del monofosfato c\u00edclico de diguanosina (Hoffman <i>et al.<\/i>, 2005).<\/p>\n<p class=\"p1\">Es de suma importancia indicar que la mayor\u00eda de los compuestos analizados en este estudio disminuyeron la expresi\u00f3n del gen Stx2 en EHEC O157:H7 y EAEC O104:H4. Estos compuestos se suman a la rifaximina que disminuye la inducci\u00f3n de Stx2 y ha sido usada para el tratamiento de brotes de enfermedad (Bielaszewska <i>et al. <\/i>2012).<\/p>\n<p class=\"p1\">Los productos codificados por el gen rpoS pueden funcionar como represores de la movilidad tipo swarming en <i>Serratia <\/i>sp. (Wilf y Salmond, 2012), por lo que en este trabajo examinamos si exist\u00eda una relaci\u00f3n entre la expresi\u00f3n de rpoS, movilidad tipo <i>swarming <\/i>y formaci\u00f3n de biopel\u00edcula por efecto de los compuestos utilizados. Para el caso de EHECO157:H7, la expresi\u00f3n de rpoS se increment\u00f3 por la mayor\u00eda de los compuestos analizados, con excepci\u00f3n de Hb y citral, sin embargo, la movilidad se redujo con la mayor\u00eda de los compuestos, menos con carvacrol; por lo que el incremento en la expresi\u00f3n de rpoS no se correlacion\u00f3 con la disminuci\u00f3n de <i>swarming<\/i>. De manera similar, la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula se redujo con Hb, brasilina y citral, pero increment\u00f3 con rifaximina, por lo que no existi\u00f3 una relaci\u00f3n entre los compuestos analizados, la expresi\u00f3n de rpoS y la formaci\u00f3n de biopel\u00edcula.<\/p>\n<p class=\"p1\">Cuando estudiamos la cepa EAEC O104:H4, la expresi\u00f3n de rpoS se increment\u00f3 por or\u00e9gano, carvacrol y rifaximina, pero se redujo al a\u00f1adir Hb y brasilina. M\u00e1s a\u00fan, la movilidad tipo <i>swarming <\/i>se redujo en todos los tratamientos, pero la producci\u00f3n de biopel\u00edcula s\u00f3lo se disminuy\u00f3 con Hb y se increment\u00f3 con rifaximina. La expresi\u00f3n de rpoS se redujo con todos los tratamientos en EAEC 042, en tanto que la biopel\u00edcula se redujo o no se afect\u00f3 y la movilidad tipo <i>swarming <\/i>disminuy\u00f3 con todos los tratamientos menos carvacrol. Con base en lo anterior, no existi\u00f3 una relaci\u00f3n clara entre la expresi\u00f3n del gen rpoS y los par\u00e1metros analizados en este estudio en las cepas EAEC analizadas.<\/p>\n<p class=\"p1\">Una observaci\u00f3n interesante en este estudio fue que en EAEC O104:H4 los niveles de expresi\u00f3n de pic y rpoS fueron variables, mientras que en la cepa EAEC 042, la expresi\u00f3n de ambos genes fue suprimida al agregar los compuestos o extractos analizados. Esta observaci\u00f3n indica que, aunque ambas son cepas pertenecientes al patotipo enteroagregativo (EAEC), existen diferencias en su regulaci\u00f3n g\u00e9nica, sugiriendo que la respuesta mostrada a los antimicrobianos, adem\u00e1s de ser dependientes del compuesto, lo es de las variaciones entre las cepas. Adicionalmente, se demostr\u00f3 que existen grandes variaciones en la expresi\u00f3n de genes cuando se utilizaron extractos crudos y sus compuestos mayoritarios. Estas diferencias pueden deberse a la presencia de compuestos no identificados en los extractos crudos que pueden modificar su actividad (\u00c1vila-Sosa <i>et al.<\/i>, 2010).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">*Universidad Aut\u00f3noma de Nuevo Le\u00f3n<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">Contacto: norma@microbiosymas.com<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p class=\"p1\"><b>REFERENCIAS<\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">\u00c1vila-Sosa, R., <i>et al<\/i>. (2010). Extracts of Mexican oregano (<i>Lippia berlandieri Schauer<\/i>) with antioxidant and antimicrobial activity. <i>Food Bioprocess Technol. <\/i>3, 434-440.<\/p>\n<p class=\"p1\">Bielaszewska, M., <i>et al. <\/i>(2012). Effects of antibiotics on Shiga toxin 2 production and bacteriophage induction by epidemic <i>Escherichia coli <\/i>O104:H4 strain. Antimicrob. <i>Ag. Chemother. <\/i>56, 3277-3282.<\/p>\n<p class=\"p1\">Boisen, N., <i>et al. <\/i>(2014). The Presence of the pAA plasmid in the German O104:H4 Shiga toxin type 2a (Stx2a)-producing Enteroaggregative <i>Escherichia coli <\/i>strain promotes the translocation of Stx2a across an epithelial cell monolayer. <i>J. Infect. Dis. <\/i>210, 1909-1919.<\/p>\n<p class=\"p1\">Fouladkhah, A., <i>et al. <\/i>(2013). Biofilm formation of O157 and non-O157 shiga toxin-producing Escherichia coli and multidrug-resistant and susceptible <i>Salmonella Typhimurium <\/i>and Newport and their inactivation by sa- nitizers. <i>J. Food Sci<\/i>. 78, 880-886.<\/p>\n<p class=\"p1\">Garc\u00eda-Heredia, A., <i>et al. <\/i>(2013). Efficacy of citrus-based disinfectants to inhibit growth, swarming, and biofilm formation of Salmonella and decontaminate pars- ley. <i>J. Food Agri. Environ. <\/i>11, 1295-1299.<\/p>\n<p class=\"p1\">Garc\u00eda-Heredia, A., <i>et al. <\/i>(2016). Natural plant products inhibits growth and alters the swnming motility, blu film formation, unexpression of virulence genes in enteroaggregative and entero hemorrhagic <i>Escherichia coli. Food Microbiology. <\/i>59:124-132<\/p>\n<p class=\"p1\">Guy, L., <i>et al. <\/i>(2013). Adaptive mutations and replacements of virulence traits in the <i>Escherichia coli <\/i>O104:H4 outbreak population. <i>PLoS ONE<\/i>. 8, e63027.<\/p>\n<p class=\"p1\">Heredia, N., <i>et al. <\/i>(2005). Extracts of Haematoxylon brasiletto inhibit growth, verotoxin production, and adhesion of enterohemorrhagic <i>Escherichia coli <\/i>O157:H7 to HeLa cells<i>. J. Food Prot.<\/i>, 68, 1346-1351.<\/p>\n<p class=\"p1\">Hoffman, L.R., <i>et al. <\/i>(2005). Aminoglycoside antibiotics induce bacterial biofilm formation. <i>Nature<\/i>. 436, 1171-1175.<\/p>\n<p class=\"p1\">Hopkins, K.L., <i>et al. <\/i>(2014). <i>In vitro <\/i>activity of rifaximin against clinical isolates of <i>Escherichia coli <\/i>and other enteropathogenic bacteria isolated from travelers returning to the UK. <i>Int. J. Antimicrob. Ag<\/i>. 43, 431- 437.<\/p>\n<p class=\"p1\">Kim, S.Y., <i>et al. <\/i>(2011). Antimicrobial activity of plant extracts against <i>Salmonella Typhimurium, Escherichia coli <\/i>O157:H7, and <i>Listeria monocytogenes <\/i>on fresh lettuce. <i>J. Food Science. <\/i>76, 41-46.<\/p>\n<p class=\"p1\">Lai, S., <i>et al<\/i>. (2009). Swarming motility: a multicellular behaviour conferring antimicrobial resistance. <i>Environm. Microbiol. <\/i>11, 126-136.<\/p>\n<p class=\"p1\">Law, D. (2000). Virulence factors of <i>Escherichia coli <\/i>O157:H7 and other Shiga toxin-producing <i>E. coli. J. App. Microbiol. <\/i>88, 729-745.<\/p>\n<p class=\"p1\">Liu, Y., <i>et al. <\/i>(2010). Quantification of viable but nonculturable <i>Escherichia coli <\/i>O157:H7 by targeting the rpoS. <i>Anal. Chem. <\/i>82, 2612-2615.<\/p>\n<p class=\"p1\">Melton-Celsa, A.R. (2014). Shiga toxin (Stx) classification, structure, and function. <i>Microbiol. Spectrum. <\/i>2, 37-53.<\/p>\n<p class=\"p1\">Nafisi, S., <i>et al. <\/i>(2004). Thymol and carvacrol binding to DNA: model for drug-DNA interaction. <i>Biopolymers. <\/i>74, 345-351.<\/p>\n<p class=\"p1\">Nostro, A., <i>et al. <\/i>(2007). Effects of oregano, carvacrol and thymol on <i>Staphylococcus aureus <\/i>and <i>Staphylococcus epidermidis <\/i>biofilms. <i>J. Med. Microbiol. <\/i>56, 519-523.<\/p>\n<p class=\"p1\">Orue, N., <i>et al. <\/i>(2013). Decontamination of <i>Salmonella, Shigella <\/i>and <i>Escherichia coli <\/i>O157:H7 from leafy green vegetables using edible plant extracts. <i>J. Food Sci. <\/i>78, 290-296.<\/p>\n<p class=\"p1\">Quintanilla-Licea, R., <i>et al. <\/i>(2014). Antiprotozoal Activity against <i>Entamoeba histolytica <\/i>of plants used in Northeast Mexican traditional medicine. Bioactive compounds from <i>Lippia graveolens <\/i>and <i>Ruta chalepensis. Molecules. <\/i>19, 21044-21065.<\/p>\n<p class=\"p1\">Rivero-Cruz, J.F. (2008). Antimicrobial compounds isolated from <i>Haematoxylon brasiletto. J. Ethnopharmacol<\/i>. 119, 99\u2013103.<\/p>\n<p class=\"p1\">S\u00e1nchez, E., <i>et al. <\/i>(2010). Extracts of edible and medicinal plants damage membranes of <i>Vibrio cholerae. Appl. Environ. Microbiol. <\/i>76, 6888-6894.<\/p>\n<p class=\"p1\">Somolinos, M., <i>et al. <\/i>(2009). Inactivation of <i>Escherichia coli <\/i>by citral. <i>J. Appl. Microbiol. <\/i>108, 1928-1939.<\/p>\n<p class=\"p1\">Ultee, A., <i>et al. <\/i>(2000). Adaptations of the food-borne pathogen <i>Bacillus cereus <\/i>to carvacrol. <i>Arch Microbiol. <\/i>174, 233-238.<\/p>\n<p class=\"p1\">Van Alphen, <i>et al. <\/i>(2012). The natural antimicrobial carvacrol inhibits <i>Campylobacter jejuni <\/i>motility and infection of epithelial cells. <i>PLoS ONE, <\/i>7, e45343.<\/p>\n<p class=\"p1\">Villegas, N.A., <i>et al. <\/i>(2015). Effect of antibiotics on cellular stress generated in Shiga toxin-producing <i>Escherichia coli <\/i>O157:H7 and non-O157 biofilms. <i>Toxicol. in Vitro. <\/i>29, 1692-1700.<\/p>\n<p class=\"p1\">Wilf, N.M., y Salmond, G.P.C. (2012). The stationary phase sigma factor, RpoS, regulates the production of a carbapenem antibiotic, a bioactive prodigiosin and virulence in the enterobacterial pathogen <i>Serratia <\/i>sp. ATCC 39006. <i>Microbiol<\/i>. 158, 648-658.<\/p>\n<p class=\"p1\">Yadav, M.K., <i>et al. <\/i>(2015). Eugenol: A phyto-compound effective against methicillin-resistant and methicillin-sensitive <i>Staphylococcus aureus <\/i>clinical strain biofilms. <i>PLoS ONE, <\/i>10, e0119564.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p class=\"p1\" style=\"text-align: right;\"><i>Recibido: 8 de septiembre de 2017 <\/i><\/p>\n<p class=\"p1\" style=\"text-align: right;\"><i>Aceptado: 13 de octubre de 2017<\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Alam Garc\u00eda-Heredia*, Santos Garc\u00eda*, \u00c1ngel Merino-Mascorro*, Norma Heredia* CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 21, No. 87 enero-febrero 2018 RESUMEN Varios grupos de Escherichia coli pueden causar enfermedades con alta mortalidad en el humano, facilitando esta capacidad por mecanismos bacterianos que permiten su colonizaci\u00f3n y persistencia. Se han desarrollado tratamientos para su control, sin embargo, debido a su eficacia incompleta y a [&#8230;]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-7572","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-investigacion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/7572","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=7572"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/7572\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7577,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/7572\/revisions\/7577"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=7572"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=7572"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=7572"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}