Los líquidos iónicos podrían mejorar la propagación de genes de resistencia a los antibióticos

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En el post anterior os comenté, mediante un dibujo, dos formas básicas de las bacterias para acumular resistencias a los antibióticos. Recientemente, un grupo de investigadores Chinos han informado que los líquidos iónicos podrían ayudar a las bacterias a compartir genes de resistencia a antibióticos al igual que otros productos químicos ,ya conocidos, como los detergentes y los pesticidas.

Un líquido iónico (LI) es un fluido constituido exclusivamente por iones. Por ejemplo, las sales con una temperatura de fusión por debajo de la temperatura de ebullición del agua (100ºC a nivel del mar) y que a menudo son hidrolíticamente estables.

1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphateLa mayoría de LI tienen una estructura compuesta por un catión orgánico y un anión inorgánico poliatómico por lo que existe un número potencial de LI enorme. Los primeros fueron desarrollados para ser electrólitos pero en la actualidad este tipo de materiales (los LI) han ido ganando importancia y interés  como sustituto de los disolventes de los disolventes volátiles en reacciones industriales. Proporcionando así una alternativa segura y respectuosa con el medio ambiente.

Daqing Mao, un ingeniero ambiental de la Universidad de Tianjin, China y su equipo investigaron la toxicidad de estos disolventes en las bacterias y observaron que los niveles de genes de resistencia a los antibióticos se dispararon inesperadamente.

En matraces con agua de un parque urbano de Tianjin, añadieron diferentes concentraciones de 1-butil-3-metilimidazolio hexafluorofosfato ([BMIm][PF6]). Hasta 2,5 g/L. Durante dos semanas mostrearon, extrajeron DNA de las muestras y realizaron PCR cuantitativas.

El gen de resistencia al antibiótico sulfonamida era hasta 500 veces más abundante en los matraces tratados con LI que los que no. Los tratados, tenían también concentraciones más elevadas de un gen que codifica para un integrón, una unidad genética móvil que facilita la transferencia horizontal de genes entre bacterias. Al secuenciar el DNA de las cepas de bacterias tratadas, el integrón tenia el gen de resistencia, ayudando así a saltar entre bacterias.

Para determinar la fuerza del efecto del LI en la transferencia de genes por integrón, el equipo expuso las bacterias recogidas del parque que no tenían el gen integrón que lo tuvieran. Los cultivos que incluían LI mostraron 88 veces más transferencia de genes de resistencia a antibióticos  que los cultivos sin disolvente.

La hipotesi del equipo de Mao era que el LI mejoraba la transferencia porque el disolvente hacía las membranas de las bacterias más permeables. Para probarla, añadieron un colorante a las bacterias que indicaba la permeabilidad de las membrans y mediante citometría de flujo vieron que las membranas de las bacterias tratadas con LI eran 220% más permeables que las que no. En la figura de abajo podéis ver la cuantificación, mediante citometría de flujo, de células no tratadas (control) y células tratadas con 0,5 g/L [BMIm][PF6]. Cuadrante D señal negativa (células normales); cuadrante C células PI-positivas (con aumento de permeabilidad de la membrana celular).

 Resultados de la Citometría de Flujo Fuentes:

 

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