Carvacrol como inhibidor potencial de la enzima &-lactamasa causante de la resistencia a antibióticos en Pseudomonas aeruginosa

Abstract

"La creciente resistencia de las bacterias a los antibióticos, especialmente en Pseudomonas aeruginosa, es un problema crucial en el tratamiento de infecciones microbianas. Esta bacteria Gram-negativa, adquiere resistencia a través de mecanismos como la producción de la enzima ?-lactamasa, dificultando así su tratamiento. El carvacrol y timol, compuestos fenólicos en aceites esenciales, como el de orégano, presentan propiedades antimicrobianas potenciales y podrían funcionar en sinergia con los antibióticos para mejorar su efectividad. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto combinado de diversos terpenos vegetales con imipenem para inhibir la virulencia y viabilidad de la enzima ?-lactamasa en P. aeruginosa. Para lo cual se realizaron análisis in silico utilizando softwares de modelado para identificar las mejores interacciones ligando-proteína con una mayor energía de afinidad. Se analizaron las superficies hidrofóbicas y las interacciones a través de diagramas 2D y 3D, y se realizó una simulación dinámica para conocer la estabilidad de las interacciones con mayor energía de afinidad. Entre los terpenos, carvacrol y timol demostraron una alta energía de afinidad con -5.4 Kcal/mol cada uno. En las interacciones de la enzima ?-lactamasa con imipenem, nuevamente el carvacrol y el timol mostraron diversas interacciones, como puentes de hidrogeno, enlaces Pi-alquilo, Carbono-Hidrógeno, Pi-Pi apilado, Pi-sigma, entre otros. Además, se analizaron los desplazamientos de los ligandos con las poses de mayor afinidad en tiempos distintos, demostrando que en el nanosegundo 10 se encuentra la salida de los sustratos del sitio activo de la proteína. Para la CMI se obtuvieron resultados de 5x10-4 mg/mL para imipenem, 0.075 mg/mL para carvacrol y 1.2 mg/mL para timol. En el caso de la CMB el imipenem mostro resultados de 1x10-3 mg/mL, 0.150 mg/mL para carvacrol y 2.4 mg/mL para timol. El índice de concentración inhibitoria fraccional para el caso de la combinación de carvacrol e imipenem dio resultados de 0.125 y para timol e imipenem se obtuvo 0.375, mostrando sinergismo en ambas combinaciones. La combinación de los terpenos estudiados, especialmente el carvacrol con imipenem podría ser una estrategia potencial para superar la resistencia a los antibióticos en P. aeruginosa. Sin embargo, son necesarias más investigaciones para comprender completamente el mecanismo de esta sinergia y su aplicabilidad en un entorno clínico"