| dc.description.abstract | Las interacciones microbiológicas en los organismos y la naturaleza se consideran
estrategias esenciales para asegurar la supervivencia, colonización y equilibrio de los
diferentes ecosistemas, que generan un amplio espectro de situaciones asociadas a la
patogenicidad, nutrición, adquisición de genes, transporte, construcción de nichos y
estructuras comunitarias, entre otros; mediada por diversos parámetros físicos, biológicos y
químicos. Comúnmente el estudio de los microorganismos, sean bacterias u hongos, se
realiza mediante procedimientos axénicos, es decir, a partir de poblaciones de
microorganismos aislados, provenientes de una sola célula. Sin embargo, es claro que este
tipo de cultivo son muy extraños en la naturaleza ya que, el crecimiento de los
microorganismos en ambientes naturales como aguas, suelos, o el cuerpo humano son de
naturaleza mixta (es decir, diferentes poblaciones de microorganismos, de diferentes
especies y con diferente origen que comparten el mismo entorno de crecimiento). Es
importante indicar que el crecimiento de los microorganismos fenotípicamente está
codificado por dos estados, un estado planctónico que lo presenta el 1% de los
microorganismos, y un estado sésil o de biofilm que lo posee el 99% de los microorganismos.
Se ha reportado que los hongos y las bacterias forman consorcios con propiedades
diferentes respecto a la de las poblaciones de origen, siendo, las interacciones hongo bacteria importantes en una variedad de campos, como la agricultura, industria de alimentos,
industrias farmacéuticas, medicina y biotecnología.
H. pylori, desde 1994 fue reconocida por el Organismo Internacional de Investigación sobre
el Cáncer y la Organización Mundial de la Salud (OMS) como carcinógeno de categoría I.
La presencia de H. pylori en la mucosa gástrica humana, se asocia como un factor
predisponente para el desarrollo de patologías gástricas como gastritis, úlceras pépticas,
adenocarcinoma gástrico no cardíaco y linfoma malt gástrico MALT. Sin embargo, se puede
considerar como parte del microbioma gástrico humano transitorio, ya que es capaz de
permanecer décadas interactuando con la mucosa gástrica sin daño aparente (portadores
asintomáticos), pero se sabe que en el 100% de los casos causa una gastritis. Por lo tanto,
la comprensión de los factores que afectan a su virulencia y prevalencia es un objetivo
importante para avanzar en su control y tratamiento.
Por otro lado, C. albicans es el hongo más comúnmente detectado que forma parte de la
microbiota intestinal y de las superficies de la mucosa humana; sin embargo, se convierte en un microorganismo patógeno oportunista en individuos inmunocomprometidos bajo una
variedad de condiciones, pero también, a partir de las vistas generales médicas y
económicas, es un serio desafío de salud pública, debido a su impacto negativo como
consecuencia de las altas tasas de mortalidad y aumento significativo de los costos de
atención y hospitalización. A menudo se asocia con una variedad de especies de bacterias
patógenas como Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus,
Staphylococcus epidermidis, Acinetobacter baumannii y Lactobacillus rhamnosus.
De acuerdo a lo anterior, la presencia de bacterias y hongos en un mismo entorno sugiere la
existencia de interacciones bióticas que pueden contribuir a la prevalencia de enfermedades
o infecciones relacionadas con estos microorganismos. Es importante indicar que, en el caso
particular de C. albicans y H. pylori, los datos referentes a las distintas interacciones bióticas
posibles, su relación con factores abióticos del entorno de crecimiento y su efecto sobre la
patogenicidad bacteriana son escasos, no estando completamente definidos y entendidos.
Según el contexto anterior, el objetivo de este trabajo fue determinar los tipos de interacción
in vitro entre H. pylori y C. albicans.
Para el desarrollo de este objetivo, la estrategia metodológica se centró en emplear no sólo
análisis microscópico o ensayos microbiológicos convencionales, o clásicos, sino que se
quiso implementar técnicas espectrales debido a una mayor sensibilidad, menor subjetividad,
rapidez, simplicidad del análisis y ausencia de pretratamiento. Sin embargo, los problemas
inherentes como solapamiento, ensanchamiento de señales y ausencia de una metodología
estándar, llevó a que estos problemas fueran abordados. Por lo tanto, se sintetizó y modificó
químicamente superficies de celulosa que pudieran activarse espectralmente mediante el
anclaje covalente de las cadenas laterales de isocianato produciendo una señal
característica en el infrarrojo (IR) de fácil monitorización y ser utilizadas como soporte para
las biocapas de los microorganismos en estudio (C. albicans y H. pylori). Se desarrolló un
sistema de análisis por espectroscopia de infrarrojo para biocapas de microorganismos,
mediante esta técnica. El paso siguiente fue hacer la caracterización espectral de los
microorganismos individuales y sus co-cultivos, para ello, se utilizó la herramienta analítica
de espectroscopía derivada funcionalmente mejorada (FEDS), por ser un método simple
para obtener la deconvolución espectral y el aumento de la resolución espectral de señales,
lo que permitió una mejor identificación, clasificación y análisis de señales significativas que
se encontraban solapadas en el espectro de espectroscopia IR de los microorganismos en
estudio. Además, se utilizaron métodos adicionales para contrastar los resultados como dispersión dinámica de la luz, ángulo de contacto, electroforesis de gel de agarosa y
amplificación genética. Paralelamente se realizó microscopía óptica, microscopía electrónica
de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía de
inmunofluorescencia y prueba de viabilidad (kit BacLigh, Invitrogen, EE. UU). Los resultados
evidenciaron que múltiples mecanismos de interacción superficial dirigen el anclaje, la co agregación y la formación de biopelícula polimicrobiana entre C. albicans y H. pylori: (i)
interacciones hidrofóbicas entre cadenas de péptidos no polares y estructuras lipídicas, (ii)
enlaces de hidrógeno entre componentes superficiales de levadura y bacteria e (iii)
interacciones superficiales mediadas por el grupo funcional thiol. No se evidenció pruebas de
internalización e interacciones electrostáticas. Además, se sugiere una interconversión del
estado cocoide al estado bacilar, producto de la interacción entre cepas específicas de H.
pylori y C. albicans (ATCC 43504 y ATCC 14053, respectivamente).
Se concluye que la interacción entre las superficies de H. pylori y C. albicans, establecen un
sistema mixto sistemático, iniciado por el proceso de la co-agregación y su posterior anclaje,
mediado por los mecanismos anteriormente mencionados. | |
