Proyecto “Asociación poblana de Ciencias Microbiológicas” . (APCM)

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La APCM recibe diversos tipos de trabajos como charlas científico-académicas, artículos de opinión, artículos de divulgación, libros, ponencias de enseñanza académica, descripción de fotografías científicas, entre otras formas de divulgación. Tanto estudiantes como profesionistas de cualquier parte del mundo que desean compartir conocimiento científico pueden participar. Todos los trabajos son revisados por miembros del comité editorial y si cumplen con los estándares de calidad son publicados en esta plataforma. El URL de la plataforma es el siguiente: https://sites.google.com/view/apcmac

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Curso-Taller ¿Cómo usar INOCREP?
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-12-07) Morales-García, Yolanda Elizabeth; https://orcid.org/0000-0003-0376-034X
INOCREP es una formulación multiespecies de segunda generación que fue diseñado para potenciar el crecimiento de plantas de interés agrícola [1] y posteriormente plantas de jardín [2]. Los inoculantes microbianos de segunda generación son desarrollos más avanzados en el campo de los inoculantes biológicos utilizados en agricultura [3]. A diferencia de los inoculantes de primera generación, que usualmente contienen un solo tipo de microorganismo beneficioso (como rizobios para la fijación de nitrógeno en leguminosas), los de segunda generación suelen ser formulaciones más complejas y con mejores propiedades que los de primera generación [2, 4, 5]. INOCREP contiene 6 especies bacterianas compatibles entre sí, pero que producen sustancias inhibitorias contra microorganismos patógenos [1, 4]. Las cepas bacterianas de este inoculante son tolerantes a desecación por lo que pueden ser aplicadas en zonas de baja disponibilidad de agua y cuando hay condiciones propicias interaccionan con las raíces de las plantas proporcionando sus beneficios [4]. En este curso se muestra de forma práctica como se realizan las diferentes formas para inocular plantas con la formulación multiespecies INOCREP.
Nuevas estrategias para combatir la resistencia a los antibióticos: Desarrollo de una vacuna trivalente en contra de Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-08-25) Corral Lugo, Andrés
La resistencia a los antimicrobianos es una gran amenaza para la salud pública mundial. La vacunación es un enfoque eficaz para prevenir infecciones bacterianas; sin embargo, no se ha aplicado con éxito para prevenir las infecciones causadas por los patógenos más problemáticos resistentes a antibióticos. Las vacunas tienen un enorme potencial para reducir la morbilidad causadas por las infecciones causadas por bacterias Gram-negativas multirresistentes. Sin embargo, hemos identificado algunos obstáculos en su desarrollo, entre los que incluimos: los obstáculos técnicos, logísticos y sociales, los cuales han limitado el desarrollo exitoso de vacunas para estas infecciones en el pasado. Así mismo, hemos evaluado los avances recientes que pueden contribuir a superar estos desafíos, incluyendo una síntesis de las tecnologías de vacunas que se han empleado en el desarrollo de vacunas, así como las tecnologías emergentes que pueden contribuir a éxitos futuros. La mayoría de las vacunas que se utilizan actualmente para la prevención de enfermedades infecciosas se han desarrollado utilizando un paradigma de patógeno único y enfermedad única. El objetivo de desarrollar una vacuna en contra de tres bacterias (Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa), es un enfoque que pretende abordar el tema de la resistencia a los antibióticos, i) previniendo las infecciones por bacterias multirresistentes, que ii) causan una misma enfermedad, principalmente en iii) ambientes hospitalarios, lo que aporta una visión novedosa en la lucha contra la resistencia bacteriana a los antibióticos.
Nuevas estrategias para combatir la resistencia a los antibióticos: Desarrollo de un tratamiento usando inhibidores de lipopolisácrido con antibióticos frente a Acientobacter baumannii multirresistentes
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-08-22) Corral Lugo, Andrés
Acinetobacter baumannii es una bacteria Gram-negativa que causa infecciones nosocomiales graves. Debido a su resistencia de amplio espectro a los antibióticos, ha sido categorizado por la OMS dentro de los patógenos para los cuales es fundamental investigar y desarrollar nuevas terapias [1]. Para abordar el problema de la resistencia a los antibióticos en A. baumannii, se ha empezado a utilizar clínicamente el uso de dos compuestos antimicrobianos, esta práctica llamada terapia combinada tiene buenos resultados, incluso cuando uno de los antibióticos ha perdido su eficacia contra las bacterias resistentes. A. baumannii tiene la capacidad de sobrevivir sin LOS (lipopolisacáridos), lo que causa un aumento en la permeabilidad y sensibilidad a compuestos a los que eran resistentes antes de perder LOS, entre los que se encuentran: detergentes (desoxicolato), antibióticos (rifampicina, vancomicina y azitromicina) y quelantes del hierro (BIP, DFP y nitrato de galio) [2, 3, 4]. Considerando esta sensibilidad, en el presente trabajo utilizamos células de A. baumannii con y sin LOS como modelo de estudio. El crecimiento bacteriano se examinó en presencia de 1520 compuestos para uso médico (Prestwick Chemical Library®). Seleccionamos varios compuestos con efecto antimicrobiano en A. baumannii sin LOS, entre los que se encuentran antibióticos, antifúngicos, antianginosos y antihiperparatiroideos. Los compuestos antimicrobianos recién determinados se evaluaron in vitro en monoterapia y terapia combinada contra A. baumannii, utilizando el inhibidor de LOS, Chir-90. Para determinar la concentración óptima de los dos compuestos en la terapia combinada, se realizó la metodología de “checker-board”. Mientras que para ver el efecto sobre el crecimiento, se desarrollaron curvas de letalidad y muerte en monoterapia y terapia combinada. Los resultados obtenidos podrán utilizarse para apoyar y realizar ensayos preclínicos en el futuro, así como para combatir infecciones multirresistentes por A. baumannii.
Vigilando la cianazina
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-08-26) Baltazar-Zúñiga, Edgar
Una gran problemática para la salud y el medio ambiente derivada de la agricultura es el uso de herbicidas, los cuales están compuestos por compuestos como la cianazina y son utilizados para evitar el crecimiento de flora indeseada, sin embargo, se ha encontrado que la cianazina ha llegado a los cultivos por medio de la filtración al suelo, y por ende al ser consumidos estos productos la cianazina ingresa al cuerpo humano, por lo cual la agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) ha informado de la peligrosidad de la cianazina y es por lo que el control de este plaguicida es tan crítico en los recursos alimentarios e hídricos [1]. Es por esto que se ha recurrido a la creación de un biosensor que pueda cubrir esta necesidad, y ya que los biosensores poseen características excepcionales como la selectividad, bajos costos y precisión para monitorizar el nivel de contaminantes ambientales o compuestos biológicos en diferentes muestras complejas, y a su vez la mejor técnica para la mejorar la selectividad es modificar los electrodos con nanomateriales biológicos como el ds-DNA y enzimas [2, 3, 4]. Es por eso que el biosensor presentado Pt-Pd-CdO/SWCNTs/ds-DNA/GE está compuesto por una mezcla de tetracloruro de platino, acetilacetonato de paladio, acetato de cadmio deshidratado, en nanotubos de carbono de pared simple, usando ds-DNA extraída del timo de ternero, mejorando así el electrodo de oro. Todo esto con el fin de brindar una mayor conductividad y selectividad para la cianazina, ya que existe una reacción de intercalación entre el herbicida cianazina y la base de guanina de la estructura del ds-DNA, dando resultados aceptables con un bajo margen de error en muestras reales y un límite de detección de 0.8 nM.
Política regulatoria de los organismos genéticamente modificados en México
(APCM, 2023-08-06) Ramirez Hernandez, José Antonio
El trabajo presenta un análisis de la regulación de los organismos genéticamente modificados (OGM) en México. El documento destaca que la regulación de los OGM en México ha sido en gran medida una respuesta a los compromisos internacionales, lo que ha llevado a la adopción de una regulación compleja y fragmentada. La infografía también señala que México ha establecido un sistema de evaluación de riesgos para los OGM, pero que ha habido críticas sobre su capacidad para garantizar la seguridad alimentaria y ambiental. Además, se destaca que la falta de transparencia y participación pública en la toma de decisiones ha sido un desafío en la implementación de la política regulatoria. En general, la infografía muestra que la política regulatoria de los OGM en México ha sido compleja y fragmentada, y destaca la necesidad de una mayor transparencia y participación pública en la toma de decisiones, así como una mejor coordinación y fortalecimiento de la evaluación de riesgos para garantizar la seguridad alimentaria y ambiental [1, 2, 3].
¿Has visto mi glutatión?
(APCM, 2023-07-13) Baltazar-Zúñiga, Edgar
Al ser el glutatión un tripéptido con propiedades antioxidantes [1] protege al organismo contra el humo del tabaco, los rayos x, la quimioterapia, los efectos tóxicos de los metales pesados, así como algunos fármacos y toxinas como el alcohol [2]. Por esta razón, su monitorización cobra importancia [2], por lo que se ha recurrido a los biosensores; por su selectividad y eficiencia. A pesar de ya existir un biosensor electroquímico enzimático basado en la enzima glutatión peroxidasa, en esta ponencia se presenta un nuevo biosensor con mejor rango dinámico gracias al uso de óxido de grafeno [3]. El GSH-Px/GO/Nafion/GCE se basa en la reacción de la enzima glutatión peroxidasa para detectar el glutatión, ya que esta oxida al glutatión dando como resultado glutatión oxidado. El biosensor está compuesto por un electrodo de carbono vitreo modificado, nafion, oxido de grafeno y la enzima glutatión peroxidasa y ofrece una superficie activa de 0.225 cm2, con un límite de detección de 1.5 nM y una constante de Michaelis-Menten de aproximadamente 0.131 mmol/L.
¿Vida social en bacterias? Sociomicrobiología
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2023-08-07) Morales-Luis, Benjamin
Tradicionalmente se pensaba que las bacterias eran organismos unicelulares y solitarios, se ha descubierto que tienen la capacidad de interactuar y formar comunidades complejas que dio a pie a la sociomicrobiología. Una de las formas más comunes de interacción social en bacterias es a través de la comunicación celular, conocida como quorum sensing [1]. En este proceso, las bacterias liberan y detectan moléculas de señalización, llamadas autoinductores, que les permiten comunicarse entre sí y coordinar actividades colectivas [2]. El quorum sensing puede regular una amplia variedad de comportamientos sociales, como la formación de biofilm, la producción de metabolitos secundarios y la virulencia [3, 4].
Metodologías para evaluar el antagonismo bacteriano sobre hongos fitopatógenos
(2023-04-20) Morales-Barron, Bruce Manuel; Muñoz-Rojas, Jesús; Estrada de los Santos, Paulina
Actualmente, se estima que, de todas las enfermedades descritas causadas por microorganismos a plantas, el 47% son virus, 30% hongos, 16% bacterias, 4% fitoplasmas, 1% por nemátodos y 2% por desconocidos [1]. El grupo de los hongos fitopatógenos es el de mayor importancia, ya que causan pérdidas económicas a nivel mundial, debido a las enfermedades pre y poscosecha [2]. Principalmente se debe a la amplia diversidad que presentan, se ha llegado a estimar que alrededor de 8,000 especies de hongos producen enfermedades en las plantas [3], además de que se desarrollan en diferentes condiciones ambientales. El uso descontrolado de fungicidas, sus impactos en el ambiente [4] y la resistencia que han generado algunas cepas de hongos [5], ha propiciado a que en la actualidad se incrementen los estudios sobre diversos microorganismos con característica de potenciar el crecimiento en plantas pero que al mismo tiempo tengan la capacidad antagonizar hongos fitopatógenos. Por lo que se desarrollan diversas metodologías para probar la capacidad de bacterias que tengan la capacidad de antagonizar hongos; con las que se pueda probar la acción del secretoma y metaboloma [6]. Las principales metodologías que se describen en esta presentación son: Inhibición en capa-dual [7], inhibición simultánea, doble capa, compuestos volátiles hongos [8] e inhibición en medio líquido, las cuales son metodologías que han resultado efectivas para evaluar la capacidad antagónica de bacterias sobre el crecimiento micelial de hongos fitopatógenos debido a que cada una evalúa diferentes tipos de acción de las bacterias.
La interacción bioquímica entre bacterias y plantas
(2023-03-04) Molina Romero, Dalia
Las bacterias que se asocian a las plantas y generan efecto benéfico se designaron como Rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR por sus siglas en inglés), la interacción de las PGPR con las plantas se sustenta en una interacción bioquímica mediante la producción de metabolitos bacterianos que generan una respuesta en la planta. Esta interacción ha producido un incremento en el crecimiento vegetal, protección contra los fitopatógenos y provee la resistencia a la planta contra el estrés abiótico. Diversos géneros bacterianos forman parte de las PGPR, por ende, el perfil bioquímico es diverso, estos se han organizado como mecanismos de promoción del crecimiento vegetal directo e indirecto. En los mecanismos directos se ubican a la fijación biológica de nitrógeno, la solubilización de fosfatos, la producción de las fitohormonas y los sideróforos, en los mecanismos indirectos se incluyen producción de antibióticos, enzimas contra fitopatógenos, compuestos orgánicos volátiles (VOCs), ACC desaminasa, y la estimulación de la respuesta sistémica inducida (ISR) de la planta. El objetivo de esta presentación es mostrar como la actividad metabólica bacteria beneficia a las plantas con las que interacciona, y que esta interacción ofrece una aplicación biotecnológica para la actividad agrícola. El estudio de la inoculación bacteriana de las plantas genera conocimiento para la aplicación de las PGPR como biofertilizantes, ya sea como la inoculación de un solo género bacteriano o en consorcios, diversos trabajos mostraron como está interacción benéfica incrementa el crecimiento y la producción de las plantas. Además, de la opción de reducir el 50% de la aplicación de fertilizantes químicos como la urea y obtener una producción similar a la aplicación exclusiva de fertilizantes químicos a nivel de campo, mostrando a esta alternativa biotecnológica como una práctica agrícola amigable con el medio ambiente, y con una reducción en los costos de producción en la agricultura.
Diversidad procariota y de genes marcadores asociados a la degradación de hidrocarburos y resistencia a antibióticos en sedimentos marinos de la costa de Baja California
(2023-03-04) Silva Jiménez, Hortencia
La diversidad procariota y la presencia de genes marcadores funcionales pueden utilizarse como indicadores de la salud de los ecosistemas y de la exposición de los microorganismos a diversos tipos de contaminantes, respectivamente. La costa de Baja California (CBC) es una zona con una alta actividad antropogénica donde se pueden introducir diferentes contaminantes como hidrocarburos y antibióticos. Durante la campaña Bight 2018 se tomaron 33 muestras de sedimentos marinos a lo largo del CBC. El ADN ambiental fue extraído y utilizado como molde para amplificar A) la región V3-V4 del gen ribosomal 16S y B) genes marcadores funcionales relacionados con la degradación de hidrocarburos y la resistencia a antibióticos. Utilizando la plataforma Illumina, se llevó a cabo una secuenciación masiva de los amplicones de la región 16S-V3-V4. Las secuencias se procesaron y analizaron con el software Qiime2. El análisis bioinformático reveló que la diversidad procariota (bacterias y arqueas) presente en el CBC comprende 68 filos. Proteobacteria es el filo más abundante, seguido de Bacteroidetes, Crenarchaeota y Acidobacteria. Los genes que codifican la alcano hidroxilasa (alkB) y la aldolasa hidratasa (pahE) se utilizaron como genes marcadores funcionales implicados en la degradación de hidrocarburos; y los genes sul1, CTX, ampC y qnrS se utilizaron como genes marcadores de resistencia a los antibióticos. Se buscó la presencia de todos los genes en las 33 muestras de sedimentos marinos mediante PCR de punto final. Los amplicones de genes implicados en la degradación de hidrocarburos se observaron en 10 (alkB) y 21 (pahE) estaciones. Por el contrario, los genes implicados en la resistencia a los antibióticos se presentaron en 16 (sul1), 22 (CTX) y 8 (qnrS) estaciones. A partir de los metadatos obtenidos de la secuenciación masiva, se realizaron inferencias metabólicas utilizando el programa PICRUST2. Los resultados permitieron conocer las zonas donde están presentes estos genes marcadores, así como dilucidar si existe relación entre los genes marcadores analizados y las zonas con evidencias de alta actividad antropogénica.
Caracterización de especies de Paraburkholderia como promotoras del crecimiento vegetal
(2023-03-04) Almazán Barajas, Maricela; Estrada de los Santos, Paulina; Chávez-Ramírez, Belén
Un desafío en la actualidad para la agricultura es proporcionar suficientes alimentos, debido a esto los agricultores han hecho uso excesivo de fertilizantes o plaguicidas, ocasionando problemas en el ecosistema y en la calidad del suelo. Con el fin de mantener la calidad y fertilidad del mismo, diversas investigaciones han hecho énfasis en la implementación del uso de microorganismos benéficos para el mantenimiento de la calidad del suelo. Este tipo de bacterias son nombrados rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR). Los mecanismos por los cuales, pueden mejorar el estado nutricional de las plantas son: fijación de N2, producción de ácido indol acético (AIA), solubilización de fosfatos, producción de sideróforos y control de fitopatógenos, principalmente. Se han publicado investigaciones donde se muestra que el género Paraburkholderia, presenta características de PGPR, ubicando a este género como un potencial bioinsumo para aplicación agrícola. El objetivo general del trabajo es: Determinar el potencial de Paraburkholderia tropica, Paraburkholderia unamae, Paraburkholderia silvatlantica y Paraburkholderia caballeronis para promover el crecimiento en plantas de maíz y realizar su caracterización genómica. A partir de los 23 genomas en estudio, P. tropica (6), P. unamae (3), P. silvatlantica (6), P. caballeronis (8) se realizó la caracterización genómica, primero se hizo una comparación de las 4 con sus cepas tipo, utilizando identidad de nucleótidos promedio (ANI) y calculadora de distancia genoma a genoma (GGDC). Así mismo, se hizo una comparación de los genomas en estudio con los genomas más relacionados usando la plataforma TYGS, finalmente una construcción filogenómica y búsqueda de los genes in silico, usando las plataformas JGI y AntiSMASH, este último para la búsqueda de metabolitos secundarios. Para la caracterización in silico de las cepas como PGPR, se determinó la producción de AIA, utilizando el reactivo de Salkowski, donde se muestra que solo algunas cepas poseen valores significativos, seguido a esto se realizó la fijación de N2 mediante el método de la reducción del acetileno donde se observó esta característica en las 4 especies, posteriormente se realizaron las pruebas para producción de sideróforos (medio MM9) y solubilización de fosfatos (medio NBRIP modificado), las 23 cepas presentaron esta actividad, aunque en diferente medida a excepción de P. silvatlantica TPCrh-89 y SRCL-318, para la solubilización de fosfato. Finalmente, se realizaron las pruebas de inoculación en plantas de maíz y se determinó el peso en seco para cada una de ellas, obteniendo valores significativos en peso en seco de la parte aérea para P. tropica Sir-6529 y P. silvatlantica PSCR-88. Como conclusiones las cepas en estudio, concuerdan con la especie en las que se les había asignado previamente y esto se corrobora con el análisis filogenómico. Todas las cepas presentan la actividad de producción de AIA, aunque su comportamiento fue diferente entre las cepas a los diferentes tiempos, todas presentan la actividad de fijación de N2, producción de sideróforos, a excepción de 2 cepas todos solubilizaron fosfatos. Así mismo, las 4 especies cuentan en su genoma con diferentes genes relacionados a las actividades PGP. Se obtuvieron valores significativos en la parte de peso en seco respecto al control.
Determinación de la producción de ácido β-indol-3-acetico en bacterias promotoras de crecimiento vegetal por RP-HPLC-MS/MS
(2023-03-04) Moreno Valencia, Francisco David
La producción de fitoreguladores de crecimiento por bacterias promotoras de crecimiento vegetal (BPCV), actualmente es considerada como uno de los mecanismos más importantes mediante los cuales, los microorganismos promueven el crecimiento en plantas. La ruta biosintética más importante de producción de ácido indol acético (AIA) dependiente de triptófano (Trp) en BPCV es la del ácido indol 3-pirúvico (IPyA). Sin embargo, ésta depende del rol ecofisiológico que la bacteria ejerza en la planta. Entre los métodos disponibles para determinar la IAA y los compuestos relacionados en sobrenadantes bacterianos, se utilizan con mayor frecuencia los ensayos espectrofotométricos, de cromatografía de capa fina (TLC) y cromatografía de alta resolución (HPLC), siendo este último, un método efectivo para la determinación de estos compuestos. El objetivo del presente trabajo fue determinar la producción de AIA y la vía de biosíntesis de esta por RP-HPLC-MS/MS de bacterias rizosféricas y endófitas aisladas de Pinus patula y Pinus montezumae.
Desarrollo preclínico de una vacuna de ADN contra la infección por Klebsiella pneumoniae
(2023-03-04) López Siles, Mireia; Vicente Pazos, Marta; Navarro Sánchez, Clàudia; McConnell, Michael J
Introducción y objetivo. Klebsiella pneumoniae se encuentra entre los patógenos considerados de prioridad crítica por la OMS. Durante las últimas tres décadas se ha incrementado el número de infecciones causadas por esta especie y han aparecido cepas resistentes a múltiples antibióticos, lo que representa un importante problema clínico tanto a nivel hospitalario como comunitario. Debido a esta situación, el desarrollo de vacunas presenta un importante potencial para prevenir las infecciones causadas por este microorganismo y reducir la mortalidad y morbilidad asociadas a sus infecciones. El objetivo de este estudio fue construir vacunas de ADN que expresan diferentes proteínas de K. pneumoniae en células eucariotas y evaluar su inmunogenicidad in vivo. Material y métodos. Se realizó una búsqueda bibliográfica, análisis y selección de proteínas candidatas a antígenos vacunales frente a K. pneumoniae. Las proteínas seleccionadas fueron analizadas bioinformáticamente para determinar la similitud de secuencia entre Klebsiella sp., y predecir los epítopos reconocidos por linfocitos B y T mediante las plataformas VaxiJen 2.0 y ABCpred. La secuencia de estos antígenos fue adaptada para su expresión en células humanas y se fusionaron a elementos inmunoestimuladores. Los antígenos candidatos seleccionados se clonaron de forma independiente en la plataforma de ADN pVAX1 (Thermo Fisher Scientific). La expresión in vitro de antígenos se comprobó mediante transfección de células eucariotas HEK-293T y Western Blot. Los candidatos vacunales resultantes, así como sus controles negativos, correspondientes al plásmido sin secuencia antigénica, se inyectaron a ratones por vía intramuscular y se midieron los niveles de IgM, IgG total y subtipos de IgG (IgG1, IgG2a, IgG3) mediante ELISA. La tasa de supervivencia se estableció en un modelo de ratones con sepsis por K. pneumoniae. Resultados. Se identificaron un total de 34 posibles proteínas candidatas, de las cuales 8 se ajustaron a los criterios de selección para ser buenos antígenos. Estos candidatos se clasificaron en 4 categorías: 1) porinas específicas (n=2), 2) sideróforos (n=3), 3) proteínas de membrana externa (n=2), y 4) fimbrias (n=1). Se detectó la expresión de dos antígenos (porinas y fimbrias) en la fracción celular y en el sobrenadante de células HEK-293T. Los niveles de anticuerpos obtenidos fueron más altos para la vacuna basada en porinas que para la vacuna de subunidad fimbral. Los anticuerpos de IgG generados por ambas vacunas incluyeron IgG1, IgG2a, IgG2b e IgG3. Los ratones inmunizados exhibieron un predominio de IgG1 sobre IgG2a, lo que indica una respuesta principalmente de tipo humoral. Sin embargo, la mejor tasa de supervivencia se logró para la vacuna basada en fimbrias. Conclusión. Este es el primer estudio que establece la inmunogenicidad de una vacuna de ADN basada en subunidades fimbriales contra infecciones por K. pneumoniae. Además, se observó que los niveles altos de inmunoglobulina no necesariamente se correlacionan con una mayor tasa de supervivencia después de la infección. El candidato vacunal desarrollado representa una estrategia prometedora para su aplicación profiláctica frente infecciones causadas por K. pneumoniae.
Caracterización de reguladores transcripcionales de los genes que codifican para beta-lactamasas en Pseudomonas aeruginosa
(2023-03-04) Aguirre Schilder, Kelsey
Introducción. Pseudomonas aeruginosa es un patógeno oportunista, causante de infecciones agudas y crónicas, y con una alta tasa de mortalidad. Esta especie es muy tolerante a los antibióticos, especialmente a los betalactámicos, debido a la presencia de diferentes copias de genes que codifican proteínas con actividad β-lactámica. En este contexto, existen una serie de proteínas reguladoras capaces de modular dichos genes. Objetivo. Estudiar las bases moleculares y termodinámicas de la interacción de proteínas reguladoras con sus sustratos y con los promotores que codifican β -lactamasas. Métodos y resultados. Tras generar un mutante de Pseudomonas aeruginosa con deleción en la proteína reguladora de un sistema de dos componentes, se observó una disminución en la virulencia por parte de la bacteria, y un descenso en la actividad β-lactamasa. Esto sugiere que la proteína reguladora se une a promotores que codifican β-lactamasas, como es el caso del promotor que regula el gen ampC (PampC). Asimismo, mediante High-throughput ligand screening y técnicas de microcalorimetría se han detectado sustratos, como la acriflavina, que interaccionan con las proteínas reguladoras. Conclusión. Los datos sugieren que estos reguladores podrían ser una diana farmacológica capaz de modular la virulencia de las infecciones por Pseudomonas aeruginosa y podrían conducir al desarrollo de nuevas terapias. Perspectivas futuras. Diseño de posibles inhibidores que modulan los sistemas de dos componentes disminuyendo la expresión de las β-lactamasas y reduciendo la virulencia de Pseudomonas aeruginosa.
Cuantificación de consorcios bacterianos promotores del crecimiento vegetal
(2023-03-04) Pineda-Pineda, Jair de Jesús; Trenado-Sánchez, Esperanza; Morales-García, Yolanda Elizabeth; Muñoz-Rojas, Jesús
La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés) en unos de sus principios dicta; la agricultura sostenible debe aumentar la resiliencia de las personas, de las comunidades y de los ecosistemas, sobre todo al cambio climático y la volatilidad del mercado. En tal dirección, las rizobacterias que promueven el crecimiento vegetal influyen de manera positiva, negativa o neutra en el desarrollo de las plantas y el rendimiento de los cultivos [1]. Además, estos microorganismos son las herramientas potenciales para una agricultura sostenible [2, 3, 4], mejoran el crecimiento de un sistema radicular e incluso de una planta completa, controlan ciertos patógenos, sirven como base en biofertilizantes y productoras de fitohormonas [5, 6]. Molina-Romero et al. (2017) [7] formularon un consorcio bacteriano que contenía cuatro cepas compatibles y tolerantes a la desecación con potencial como promotoras del crecimiento vegetal. Para este fin, utilizaron veinte cepas como productoras de sustancias antagonistas y como cepas indicadoras aplicando el método de la doble capa de agar. De acuerdo con los resultados y bajo ciertos criterios previamente establecidos por Molina-Romero et al. (2017) [7], solo una combinación de 4 cepas fue seleccionada, las 4844 combinaciones restantes no fueron exploradas. Aunado a esto, si se extrae un numero de combinaciones mayor o igual que 4, pero estrictamente menor que 19, se obtienen 1,047,224 combinaciones sin repeticiones. Debido a lo anteriormente expuesto, surge la interrogante siguiente, ¿cuántas combinaciones existen para diseñar consorcios bacterianos que promuevan el crecimiento vegetal? Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es cuantificar, bajo ciertas restricciones, consorcios bacterianos promotores del crecimiento vegetal, ya que la inoculación de plantas con una mezcla bacteriana ha mostrado que proporciona mayores beneficios para el crecimiento vegetal, que la inoculación con una sola cepa bacteriana y que las bacterias tolerantes a la desecación pueden afrontar variaciones ambientales y ayudar al crecimiento vegetal, en periodos cortos de tiempo [7, 8].
Péptidos antimicrobianos de alacrán contra bacterias multirresistentes a antibióticos
(2023-03-04) Quintero-Hernández, Verónica
El veneno de los alacranes es una mezcla compleja de moléculas bioactivas, dentro de las cuales se encuentran diversos péptidos antimicrobianos (PAMs), que presentan actividad de amplio espectro frente a bacterias, hongos, levaduras y protozoarios. Existen PAMs de tamaño corto, mediano y largo, dependiendo del número de aminoácidos que los componen. Los PAMs cortos también llamados tipo IsCT generalmente tienen menos de 20 aminoácidos, están amidados en el C-terminal, tienen carga positiva y una estructura de alfa-hélice anfipática. Presentan actividad antimicrobiana contra bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. Los modelos de su mecanismo de acción proponen que los PAMs se unen a la membrana de las bacterias mediante interacción electrostática y provocan la formación de poros en la membrana celular, lo cual conduce a la muerte de la bacteria. Un aspecto relevante de su acción es que no reconocen a un receptor específico en la membrana bacteriana, por lo cual es poco probable que las bacterias puedan generar resistencia ante la actividad de estos péptidos. Por otra parte, las bacterias multirresistentes a antibióticos representan un problema actual y uno muy preocupante para el futuro de la humanidad. La Organización Mundial de la Salud (OMS), en 2017 público la primera lista de patógenos prioritarios resistentes a los antibióticos los cuales representan una gran amenaza para la salud humana, y que son responsables de muchas infecciones nosocomiales. Por lo anterior, los péptidos antimicrobianos presentes en los venenos de alacrán, se posicionan como potenciales elementos terapéuticos para ser caracterizados y usados en el diseño y desarrollo de fármacos antimicrobianos de nueva generación contra bacterias multirresistentes a antibióticos.
Glucocorticoid receptor intestinal epithelial knockout mice show attenuated colonic inflammatory response but unaffected permeability in early experimental sepsis
(2023-03-04) Ceacero-Heras, Diego; Tena-Garitaonaindia, Mireia; Seguí-Pérez, Alba; Ruiz-Henares, G.; Córdova, Samir; Martínez-Augustin, Olga; Sánchez de Medina, Fermín
Introduction: Sepsis is defined as an organic dysfunction that threatens the life of patients due to an abnormally regulated response to infection [1]. The initial phase of sepsis is dominated by an increased production of proinflammatory cytokines, which leads to augmented capillary permeability, extravasation, hypercoagulability and myelopoiesis. One of the main sources of infection in sepsis is believed to be the intestinal microbiota via traslocation through the mucosa to the bloodstream. Systemic inflammation weakens intestinal barrier function (IBF) in animal models, resulting in increased bacterial traslocation [2]. Even if the management of sepsis has advanced in the last decades, mortality is still high and there are blanks in terms of pathological systems and long-term consequences. Thus, the search for effective treatments is clearly justified. Glucocorticoids (GC) are part of the drugs used in sepsis, but they have only shown a moderate therapeutic effect. This fact may be caused by harmful effects of GCs on IBF, whose compromise may limit GC clinical benefit by facilitating luminal translocation of microorganisms. Besides, GC treatment impairs epithelial healing in experimental colitis in mice [3]. Previous results of our research group have shown that mice with induced deletion of the GC receptor (GR) in intestinal epithelial cells (i.e. NR3C1ΔIEC mice) are protected against dextran sulphate sodium (DSS)-induced colitis [4]. In turn, gene deletion results in a short lived inflammatory response in the colon [5]. Objective: Understanding the role of the intestinal epithelial GR and its involvement in IBF regulation in experimental sepsis, with the ultimate goal of improving the management of sepsis with GCs. Matherial and methods: The cecal ligation and puncture (CLP) model of sepsis was applied to WT C57BL/6J and NR3C1ΔIEC mice. Ceacum-exposed mice were used as control (Sham). Mice were sacrificed 24 hours after surgery. Four hours before sacrifice, mice were administered 4 kD FITC-dextran, a fluorescent marker of permeability. Colon, jejunum, adrenes, kidney and liver RT-qPCRs were performed as well as determination of plasma FITC-dextran and corticosterone plasma levels. Results: After 24 h, CLP mice exhibited elevated corticosterone plasma levels with hypoglycemia and splenomegaly. Intestinal barrier function was weakened, as indicated by increased FITC-dextran plasma levels. A modest increase in inflammatory markers (S100a8, Cxcl1) was noted in the colon and jejunum. The expression of Tjp1, involved in barrier function, was downregulated in CLP mice. Similarly, the colonic expression of Cyp11a1 and Lrh1, involved in local steroidogenesis, was lower in CLP mice, regardless of genotype. Markers of inflammation were also augmented in the lung and kidney. CLP mice exhibited hypercorticosteronemia, which was associated to increased Cyp11a1 in the adrenes. Of note, both parameters were less pronounced in KO mice. The latter also exhibited dampened inflammatory response in the colon but not the jejunum. FITC-dextran plasma levels were similarly increased in WT and KO mice. Conclusions: In the early stages of the CLP model of sepsis the colon and jejunum are inflamed, and epithelial deletion of the glucocorticoid receptor appears to modulate inflammation in the former, with no change in barrier function. Further studies will characterize the microbiota composition and phenotype in later stages and in the response to glucocorticoid treatment.
Flexibilidad y transiciones helicoidales en canales TRP como determinantes en la interacción con ligandos específicos
(2023-03-04) Balleza, Daniel
La evidencia estructural en proteínas y muchos datos experimentales han demostrado la presencia de subestructuras helicoidales no canónicas (π y 310) en regiones de gran importancia funcional en los canales TRP. A través de un análisis compositivo exhaustivo de las secuencias de estas proteínas y mediante un examen sistemático de la flexibilidad de la cadena lateral en las regiones que experimentan transiciones a hélices π y 310 estudiamos el papel de la flexibilidad y el grado de desorden en tales subestructuras encontrando patrones de flexibilidad local característicos. El estudio de la relación entre la flexibilidad y el grado de desorden reveló también una interesante relación con regiones que pudieran estar implicadas en cambios conformacionales derivados de la interacción con ligandos durante la activación de estos canales. Encontrar la relación que pudiera existir entre la flexibilidad y el desorden en estas proteínas podría ser clave para detectar regiones con potencial dinamismo funcional y por tanto de enorme relevancia para el diseño racional de fármacos para el tratamiento de diversas patologías y desordenes fisiológicos. Finalmente concluimos que la flexibilidad intrínseca y el grado de desorden en estas proteínas son dos parámetros distintos pero complementarios que podrían revelar la heterogeneidad conformacional dependiente de la interacción con ligandos específicos y por tanto ser clave para el desarrollo de terapias analgésicas.
Papel de la enzima fosfatasa alcalina no específica de tejido (TNAP) en el epitelio intestinal en la inflamación
(2023-03-04) Tena Garitaonaindia, Mireia; Cordova, Samir; Ceacero-Heras, Diego; Seguí, Alba; Sánchez de Medina, Fermín; Martínez Augustin, Olga
Introducción: la fosfatasa alcalina (AP) es una familia de enzimas que ha sido relacionada con la protección frente a inflamación intestinal. Se ha descrito que una de sus isoformas, la fosfatasa alcalina intestinal (IAP), es capaz de desfosforilar diferentes antígenos bacterianos, de tal forma que la enzima regula el crecimiento de la microbiota e impide el paso de antígenos activos. En cuanto a la isoforma TNAP, se ha observado que su expresión se encuentra incrementada en la colitis experimental, no solo debido a la infiltración de células del sistema inmunológico, sino también por el incremento de expresión de esta enzima en las células del epitelio intestinal. Objetivo: conocer el papel de la TNAP en la inflamación intestinal. Métodos y resultados: se ha generado un modelo de ratón con deleción condicional inducible del gen que codifica TNAP (Alpl) en el epitelio intestinal (ratones AlplIEC-/-). El silenciamiento específico de TNAP en IECs en inflamación por DSS (7 días) supuso una pérdida mayor de peso en los ratones, sin observarse diferencias en el índice de actividad de la enfermedad (DAI). A nivel histológico se observó un mayor nivel de infiltración en la submucosa en el colon de los ratones sin TNAP. Los ratones AlplIEC-/- presentaron una expresión reducida de marcadores inflamatorios en el colon, como S100a8, Il6 y Tnf. Por el contrario, la deficiencia en TNAP en el epitelio intestinal supuso un aumento en la expresión de la fosfatasa alcalina intestinal global (Akp6) en el colon, sugiriendo que podría existir algún mecanismo de compensación. Además, la ausencia de TNAP en el epitelio intestinal provocó un aumento de expresión de genes relacionados en el mantenimiento de la función de barreara, como Muc4, Tjp1 y Tff3. Conclusión: los ratones AlplIEC-/- presentan un fenotipo mixto, con mayor infiltración y daño histológico pero menor expresión de marcadores inflamatorios en la colitis por DSS. Perspectivas futuras: se realizarán estudios de transcriptómica para conocer el efecto de la TNAP presente en el intestino sobre la función de barrera intestinal y sobre la microbiota.
Desarrollo de vacunas contra infecciones nosocomiales
(2023-03-04) Corral-Lugo, Andrés
El descubrimiento de los antibióticos y el desarrollo para su uso clínico puede ser considerado uno de los logros biomédicos más importantes del siglo pasado. Desafortunadamente, muchas especies de bacterias patógenas han desarrollado y/o adquirido múltiples tipos de mecanismos de resistencia que pueden limitar severamente la eficacia terapéutica de la terapia antimicrobiana. La vacunación es un método eficaz para prevenir infecciones bacterianas, sin embargo, no se ha aplicado con éxito en las infecciones causadas por algunos de los más problemáticos patógenos multirresistentes. Nuestra investigación desarrollada en el Centro Nacional de Microbiología, Madrid, España, se centra en estudiar el potencial de las vacunas para contribuir a reducir la carga de enfermedades infecciosas causadas por bacterias Gram-negativas multirresistentes. Los obstáculos técnicos, logísticos y sociales que han limitado el desarrollo exitoso de vacunas para estas infecciones en el pasado serán presentados, así como los avances recientes en el desarrollo de vacunas que pueden contribuir a superar estos desafíos. Así mismo, se presentará una síntesis de las tecnologías de vacunas que se han empleado en el desarrollo de vacunas para bacterias Gram-negativas multirresistentes clave, y tecnologías emergentes que pueden contribuir a futuros éxitos. Finalmente, se presentará el desarrollo de una vacuna en contra de los tres patógenos Gram-negativos resistentes a múltiples fármacos más preocupantes, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa, centrándose en estudios recientes realizados en nuestro laboratorio, así como una revisión exhaustiva de los esfuerzos de desarrollo de vacunas durante los últimos 40 años.

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