Efecto de terpenos vegetales y gentamicina sobre la actividad de glucosiltransferasa responsable de la formación de biopelículas de Escherichia coli

Abstract

"La resistencia bacteriana a los antibióticos es un problema de salud global junto con la falta de nuevos métodos de tratamiento, ha llevado a un incremento en los costos de atención médica y a un mayor riesgo para los pacientes. Escherichia coli, una bacteria común que causa infecciones del tracto digestivo y urinario en humanos ha desarrollado una creciente resistencia a los antibióticos en los últimos años. Uno de los mecanismos asociados a su resistencia es su capacidad de formar biopelículas, que pueden tolerar altas concentraciones de antibióticos y son difíciles de tratar por lo cual, es necesaria la búsqueda de alternativas para reducir su formación. Se ha reportado el uso de compuestos naturales, como los terpenos presentes en los aceites esenciales como el carvacrol, timol y cariofileno que presentan actividad antibacteriana contra E. coli y han demostrado eficacia en la inhibición de la formación de biopelículas. Por lo tanto, el objetivo de la presente investigación fue analizar el efecto de los terpenos vegetales en la actividad de la enzima glucosiltransferasa de Escherichia coli y su influencia en la sensibilidad a la gentamicina. Se realizaron análisis in silico de acoplamiento molecular para analizar las interacciones y las energías de afinidad entre la glucosiltransferasa y los ligandos UDP-glucosa, carvacrol, timol y cariofileno. Los terpenos carvacrol y timol mostraron una notable energía de afinidad en comparación con el cariofileno, con valores de -7.3 kcal/mol y -6.9 kcal/mol, respectivamente. Estos terpenos establecieron múltiples interacciones con los aminoácidos de la enzima, lo que sugiere que estas interacciones podrían ser responsables de su alta afinidad. Además, se evaluó la estabilidad de las interacciones entre los ligandos y la enzima tanto en un panorama competitivo como no competitivo. Los resultados de las simulaciones de dinámica molecular revelaron que las interacciones entre la glucosiltransferasa y la UDP-glucosa, el timol y el carvacrol fueron estables durante 50 ns de simulación. Por último, se evaluó in vitro el efecto de la combinación de carvacrol y gentamicina en el crecimiento de E. coli. Se observó que el tratamiento previo con carvacrol aumentó la sensibilidad de E. coli a la gentamicina, lo que sugiere que el carvacrol podría actuar como un potenciador de la actividad antibiótica"