Nanoantibióticos en los tiempos del Cólera
DOI:
https://doi.org/10.58713/rf.v1i1.4Keywords:
Vibrio cholerae, nanoantibiótico, elementos genéticos móviles extracromosómicos, antimicrobiano, resistencia, biomédicaAbstract
El patógeno humano Vibrio cholerae, agente etiológico del cólera, es constantemente monitoreado debido a su virulencia, persistencia y antecedentes pandémicos. V. cholerae continúa siendo un organismo de importancia clínica debido a su rápida adaptación y reciente adquisición de resistencia a agentes antimicrobianos. En busca de un tratamiento alternativo, los nanoantibióticos se han reportado como efectivos agentes antimicrobianos en una gran variedad de bacterias. El objetivo de esta revisión es describir los mecanismos de defensa y estrategias de sobrevivencia que V. cholerae utiliza para resistir el efecto de los nanoantibióticos, así como presentar los reportes mas significativos en su uso y control de V. cholerae. Se reporta que V. cholerae emplea diversas estrategias de sobrevivencia y tiene la capacidad de adquirir elementos genéticos móviles extracromosómicos, lo cual la hace antimicrobiano, resistencia, biomédica. altamente persistente en los ecosistemas, así como un patógeno hiperinfecioso y multiresistente. Diversos nanoantibióticos con actividad antimicrobiana han sido probados en el genero Vibrio. Para V. cholerae se reporta susceptibilidad a nanopartículas de Plata (AgNP), de óxido de Zinc (ZnONP), y de óxido de Cobre (CuONP), provocando alteraciones como estrés oxidativo, daño en integridad de membrana e incremento de la permeabilidad, daño en proteínas y DNA, cambios en la expresión de porinas y en genes relacionados a la formación de biopelículas, entre otras. Parece posible la aplicación de nanoantibióticos para en el tratamiento y control del cólera, sin embargo, es necesario conocer los mecanismos de resistencia y sobrevivencia de V. cholerae ante los nanoantibióticos, así determinar el grado de citotoxicidad in vivo para su posible aplicación biomédica.
References
Fanous M, King KC. Cholera. En: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021-.Vol. 3. p. 10. [Actualizado el 4 de junio de 2021]. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470232/
World Health Organization. International Coordination Group on Vaccine Provision for Yellow Fever: Report of the Annual Meeting. 2019.
Deen J, Mengel MA, Clemens JD. Epidemiology of cholera, Vaccine [Internet]. 2020; Volume 38: Pages A31-A40. Disponible en: doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.07.078.
Lonappan S, Golecha R, Balakrish Nair G. Contrasts, contradictions and control of cholera. Vaccine [Internet]. 2020;38:A4–6. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.08.022
Wolfe M, Kaur M, Yates T, et al. A systematic review and meta-analysis of the association between water, sanitation, and hygiene exposures and cholera in case control studies. Am J Trop Med Hyg. 2018;99(2):534–45.
Clemens JD, Nair GB, Ahmed T, et al. Cholera. Lancet [Internet]. 2017;390(10101):1539–1549. Disponible en: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0140673617305597
Das B, Verma J, Kumar P, et al. Antibiotic resistance in Vibrio cholerae: Understanding the ecology of resistance genes and mechanisms. Vaccine [Internet]. 2020;38:A83–92. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.06.031
Almagro-Moreno S, Pruss K, Taylor RK, Harris J, LaRocque R, Qadri F, et al. Intestinal Colonization Dynamics of Vibrio cholerae. Bliska JB, editor. PLOS Pathog. 2015;11(5):e1004787.
Teschler J, Zamorano-Sánchez D, Utada AS, Warner CJA, Wong GCL, Linington RG, et al. Living in the matrix: assembly and control of Vibrio cholerae biofilms. Nat Rev Microbiol [Internet]. 2015;13(5):255–68. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1038/nrmicro3433
Silva AJ, Benitez JA. Vibrio cholerae Biofilms and Cholera Pathogenesis. [Internet]. Baker S, editor. PLoS Negl Trop Dis 2016;10(2):e0004330. Disponible en: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pntd.0004330
Bag S, Ghosh TS, Banerjee S, Mehta O, Verma J, Dayal M, et al. Molecular Insights into Antimicrobial Resistance Traits of Commensal Human Gut Microbiota. Microb Ecol. 2019;77(2):546–57.
Cheeseman S, Christofferson AJ, Kariuki R, Cozzolino D, Daeneke T, Crawford RJ, et al. Antimicrobial Metal Nanomaterials: From Passive to Stimuli-Activated Applications. Adv Sci. 2020;7(10).
Prasad P, Gupta S. Nanobioconjugates: Weapons against Antibacterial Resistance. ACS Appl Bio Mater. 2020;3(12):8271–85.
Mamun MM, Sorinolu AJ, Munir M, Vejerano EP. Nanoantibiotics: Functions and Properties at the Nanoscale to Combat Antibiotic Resistance. Front Chem. 2021;1–23.
Muzammil S, Hayat S, Fakhar-eAlam M, Aslam B, Siddique MH, Nisar MA, et al. Nanoantibiotics: Future nanotechnologies to combat antibiotic resistance. Front Biosci - Elit. 2018;10(2):352–74.
Sheard DE, O’Brien-Simpson NM, Wade JD, Separovic F. Combating bacterial resistance by combination of antibiotics with antimicrobial peptides. Pure Appl Chem. 2019;91(2):199–209.
Dong B, Belkhair S,
Zaarour M, Fisher L, Verran J, Tosheva L, et al. Silver confined within zeolite EMT nanoparticles: preparation and antibacterial properties. Nanoscale [Internet]. 2014;6:10859–64. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1039/C4NR03169E
Campoccia D, Montanaro L, Renata C. Biomaterials A review of the biomaterials technologies for infection-resistant surfaces. Biomaterials [Internet]. 2013;34(34):8533–54. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2013.07.089
Rai M, Yadav A, Gade A. Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials. Biotechnol Adv. 2009;27(1):76-83. Disponible en: doi: 10.1016/j.biotechadv.2008.09.002.
Vazquez-Muñoz R, Meza-Villezcas A, Fournier PGJ, Soria-Castro E, Juarez-Moreno K, Gallego-Hernández AL, et al. Enhancement of antibiotics antimicrobial activity due to the silver nanoparticles impact on the cell membrane. PLoS One. 2019;14(11):e0224904. Disponible en: doi: 10.1371/journal.pone.0224904.
Hajipour MJ, Fromm KM, Akbar Ashkarran A, Jimenez de Aberasturi D, Larramendi IR de, Rojo T, et al. Antibacterial properties of nanoparticles. Trends Biotechnol [Internet]. 2012;30(10):499–511. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.tibtech.2012.06.004
Lemire JA, Harrison JJ, Turner RJ, . Antimicrobial activity of metals: mechanisms, molecular targets and applications. Nat Rev Microbiol [Internet]. 2013;11(6):371–84. Disponible en: http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nrmicro3028
Pramanik A, Laha D, Bhattacharya D, Pramanik P, Karmakar P. A novel study of antibacterial activity of copper iodide nanoparticle mediated by DNA and membrane damage. Colloids Surfaces B Biointerfaces [Internet]. 2012;96:50–5. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2012.03.021
Baek YW, An YJ. Microbial toxicity of metal oxide nanoparticles (CuO, NiO, ZnO, and Sb2O3) to Escherichia coli, Bacillus subtilis, and Streptococcus aureus. Sci Total Environ [Internet]. 2011;409(8):1603–8. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.01.014
Norman RS, Stone JW, Gole A, Murphy CJ, Sabo-attwood TL, Liu SQ, et al. Antimicrobial activity of metals: mechanisms, molecular targets and applications. Nat Rev Microbiol [Internet]. 2013;11(6):371–84. Disponible en: http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nrmicro3028
Jamil B, Bokhari H, Imran M. Mechanism of Action: How Nano-Antimicrobials Act? Curr Drug Targets. 2017;18(3):363–73.
Subbiahdoss G, Sharifi S, Grijpma DW, Laurent S, Van Der Mei HC, Mahmoudi M, et al. Magnetic targeting of surface-modified superparamagnetic iron oxide nanoparticles yields antibacterial efficacy against biofilms of gentamicin-resistant staphylococci. Acta Biomater [Internet]. 2012;8(6):2047–55. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2012.03.002
Feris K, Otto C, Tinker J, Wingett D, Punnoose A, Thurber A, et al. Electrostatic interactions affect nanoparticle-mediated toxicity to gram-negative bacterium pseudomonas aeruginosa PAO1. Langmuir. 2010;26(6):4429–36.
Khan AU. Medicine at nanoscale: A new horizon. Int J Nanomedicine. 201
