ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE DIFERENTES EXTRACTOS OBTENIDOS A PARTIR DE LA VIEIRA PATAGÓNICA (Zygochlamys patagonica)

INTRODUCCIÓN

Los antibióticos constituyen un grupo heterogéneo de sustancias que ejercen una acción específica sobre alguna estructura o función metabólica de un determinado microorganismo. En los últimos años, el uso excesivo e incontrolado de antibióticos en medicina, producción animal, agricultura y en la conservación de productos alimenticios, ha contribuido en gran medida a la aparición de patógenos resistentes a los antibióticos convencionales. Frente a esta problemática, la búsqueda de nuevos antibióticos se ha convertido en un gran desafío para la biotecnología y la industria farmacéutica, existiendo un gran interés en encontrar este tipo de moléculas a partir de fuentes naturales y ecológicamente seguras (Kim y Mendis 2006; Shahidi y Zhong 2008; Lordan et al. 2011; Najafian et al. 2012; Bahar y Ren 2013; Wang et al. 2017).

Una clase de moléculas que poseen actividad antimicrobiana son los péptidos de bajo peso molecular, que pueden ser naturales (Sharma et al. 2009; Sugesh y Mayavu 2013; Boullet et al. 2019), sintéticos o generados a partir de diferentes procesos de hidrólisis, tanto química como enzimática (Ryan et al. 2011; Ennaas et al. 2015; Hou et al. 2017; Salomone y Massa 2018). Diversos estudios muestran que la mayoría de estos péptidos poseen funciones antimicrobianas (bactericidas o bacteriostáticas) contra varias cepas Gram negativas y positivas, siendo potencialmente útiles en la industria alimentaria y en la farmacéutica. En la actualidad, los péptidos antimicrobianos son algunas veces preferidos a los antibióticos convencionales para uso medicinal y alimentario debido a que eliminan las bacterias más rápidamente, su actividad no se ve afectada por los mecanismos de resistencia a los antibióticos, poseen alta especificidad para organismos procariotas y baja o nula toxicidad para los eucariotas (Shahidi y Zhong 2008; Najafian y Babji 2012).

Estos péptidos son moléculas anfifílicas o anfipáticas menores a 10 kDa con alto contenido de lisina y arginina que les confiere carga neta positiva (Tincu y Taylor 2004; Hancock el al. 2006; Lemus et al. 2016; Kuppusamy et al. 2019). Uno de los mecanismos de acción por el cual estas moléculas ejercen su función sobre los microorganismos, se debe a la unión de su carga neta positiva con la carga neta negativa de la superficie lipídica microbiana a través de interacciones electrostáticas que permeabilizan la membrana bacteriana. Esta interacción provoca un desplazamiento de cationes divalentes (Mg+2 y Ca+2), facilitando la formación de áreas desestabilizadas en la membrana y promoviendo la translocación del péptido a su interior. De esta manera, inducen la lisis celular directa o la perturbación de la membrana permitiendo la salida de componentes celulares (Gutiérrez y Orduz 2003; Kuppusamy et al. 2019).

Los organismos marinos son un importante recurso para la obtención de moléculas bioactivas. En particular los invertebrados, que poseen un sistema inmune innato muy efectivo el cual es la primera línea de defensa frente a bacterias, hongos y virus. Es un mecanismo de reconocimiento de patógenos poco específico, que genera respuestas tanto a nivel celular como humoral, en donde los péptidos de bajo peso molecular son su principal defensa frente a potenciales patógenos. Cuando se dispara la inmunidad humoral, se sintetizan componentes antimicrobianos, siendo los péptidos los que se encuentran en mayor proporción. En moluscos bivalvos, éstos se encuentran en la hemolinfa y en tejidos y órganos que están expuestos a potenciales patógenos (Tincu y Taylor 2004; Sharma et al. 2009; Bahar y Ren 2013; Sugesh y Mayavu 2013). Estos péptidos antimicrobianos pueden estar codificados en el genoma o generarse como metabolito secundario. Por lo general se sintetizan como pro-péptidos que, luego de activarse, adoptan una estructura secundaria que les confiere su función efectora. Debido a esto, es importante aislarlos en su conformación natural a fin de que los métodos utilizados para su aislamiento no alteren la conformación que poseen dentro del organismo.

Las proteínas y péptidos pueden ser extraídos por diferentes métodos: agitación con abrasivos, homogeneización a alta presión, extrusión, shock osmótico, ciclos de congelación y descongelación, sonicación, extracciones con álcalis, detergentes, ácidos y sustancias caotrópicas. Sin embargo, este tipo de métodos llevan a la obtención de moléculas en forma desnaturalizada, siendo necesarios pasos posteriores para volver a obtener su conformación nativa (Tan y Yiap 2009). Otra forma de obtener péptidos naturales con potencial función antimicrobiana es mediante su extracción con diferentes tipos de solventes (Sharma et al. 2009; Sugesh y Mayavu 2013; Kiran et al. 2014; Injal et al. 2016; Abouzeed et al. 2018). La elección del proceso de extracción con solventes se basa en que, dependiendo de la temperatura y del solvente utilizado, se pueden extraer los péptidos de forma tal que no sufran modificaciones estructurales con respecto a la conformación que poseen naturalmente en un determinado organismo, manteniendo su función efectora intacta (Tincu y Taylor 2004; Hancock el al. 2006; Lemus et al. 2016; Kuppusamy et al. 2019).

Una de las pesquerías certificadas más importantes a nivel comercial en Argentina es la de vieira patagónica (Zygochlamys patagonica), que cumple con la Norma de Sostenibilidad y Conservación del Ambiente (www.msc.org). Sin embrago, durante el procesamiento de las capturas para la producción de callos congelados en los buques pesqueros, se genera una gran cantidad de biomasa de descarte, que si no es tratado adecuadamente contribuyen a la contaminación ambiental (Schwartz y Campodónico 2017; Campodónico et al. 2019).

El funcionamiento del sistema inmunológico de bivalvos, la problemática ambiental relacionada con los descartes de la pesquería de Z. patagonica y la capacidad bioactiva de péptidos que fueron aislados en otras especies de bivalvos (Sharma et al. 2009; Bahar y Ren 2013; Sugesh y Mayavu 2013; Pachaiyappan et al. 2014), se combinan en este trabajo como punto de partida para la obtención de estas moléculas bioactivas con propiedades antimicrobianas. Para esto, se realizaron extracciones de péptidos utilizando diferentes solventes a partir de dos subgrupos de tejidos de Z.patagonica. Se compararon los rendimientos de cada extracto, y se evaluó la actividad antimicrobiana de los mismos con respecto a un método control para el aislamiento de péptidos y proteínas. Finalmente, se evaluó la actividad antimicrobiana de todos los extractos sobre cuatro especies bacterianas utilizando un antibiótico comercial como control.