Efecto inhibitorio del péptido melitina sobre la actividad hidrolítica de β-lactamasas de espectro extendido de Escherichia coli

Abstract

Antecedentes: Las enzimas β-lactamasas de Espectro Extendido (BLEE) son el mecanismo de resistencia antimicrobiana más diseminado a nivel global. Existe poca atención sobre la prevención de la síntesis de β-lactamasas, que se puede lograr empleando compuestos de diversa naturaleza, entre ellos, los péptidos antimicrobianos. Melitina es un péptido antimicrobiano aislado del veneno de abeja o Apitoxina y ha demostrado tener efecto regulador intracelular sobre la síntesis de macromoléculas en bacterias. Objetivo: Evaluar la actividad hidrolítica de enzimas BLEE tipo CTX-M de Escherichia coli post exposición a concentraciones sub inhibitorias de Melitina purificada. Materiales y métodos: La purificación y caracterización de Melitina se realizó a partir de cristales de Apitoxina cruda. Se determinó la Concentración Mínima Inhibitoria de Melitina (MIC, por sus siglas en inglés) sobre cepas de E. coli BLEE tipo CTX-M. Las bacterias fueron tratadas con dosis sub inhibitorias de 0,5xMIC y 0,25xMIC de Melitina. Finalmente, se cuantificó la actividad enzimática de β-lactamasas mediante un ensayo cinético con nitrocefina. Resultados: La fracción Api<10kDa presentó una única banda proteica (2,8 kDa) correspondiente a Melitina purificada. La MIC promedio de Melitina frente a las cepas de estudio E. coli BLEE tipo CTX-M fue 60 μg/ml. La dosis sub inhibitoria 0,5xMIC de Melitina redujo hasta un 67% la actividad enzimática de BLEE comparado a cepas no expuestas (p<0.002). Conclusiones: Melitina a concentraciones sub inhibitorias inhibió la actividad hidrolítica de enzimas BLEE tipo CTX-M de E. coli y puede considerarse como una alternativa para futuras drogas contra bacterias productoras de BLEE.

Backgrounds: Extended Spectrum β-lactamases (ESBL) are the most widespread antimicrobial resistance mechanism worldwide. There is little attention on the prevention of the synthesis of β-lactamases, which can be achieved using compounds of diverse nature, including antimicrobial peptides. Melittin is an antimicrobial peptide isolated from bee venom or Apitoxin and has been shown to have and an intracellular regulatory effect on the synthesis of macromolecules in bacteria. Aims: To evaluate the hydrolytic activity of CTX-M type ESBL enzymes from Escherichia coli post exposure to sub-inhibitory concentrations of purified Melittin. Methodology: Purification and characterization of Melittin was carried out from Apitoxin crystals. Minimal Inhibitory Concentration (MIC) was determined in CTX-M type ESBL E. coli. Bacteria were treated with sub inhibitory doses of 0,5xMIC and 0,25xMIC of Melittin. Lastly, enzymatic activity of β-lactamases was quantified by a kinetic assay with nitrocefin. Results: The Api<10kDa fraction presented a single protein band (2.8 kDa) corresponding to purified Melittin. The average MIC of Melittin against the CTX-M type ESBL E. coli study strains was 60 μg/ml. Sub inhibitory doses of 0,5xMIC of Melittin reduced up to 67% enzymatic activity of ESBL compared to no exposed strains (p <0.002). Conclusion: Melittin at sub inhibitory concentrations inhibited hydrolytic activity of CTX-M type ESBL enzymes from E. coli and can be considered as an alternative for future drugs against ESBL producing bacteria.