Antioxidantes protegen contra bacteria que causa gangrena gaseosa

Un  equipo de investigadores de la Universidad de Costa Rica (UCR), entre ellos del Instituto Clodomiro Picado y del Centro de Investigación en

Un  equipo de investigadores de la Universidad de Costa Rica (UCR), entre ellos del Instituto Clodomiro Picado y del Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (Ciemic), descubrió  que la Edaravona, un antioxidante que se usa clínicamente en Japón para tratar a los pacientes con infarto al miocardio, protege contra los daños que ocasiona la bacteria Clostridium perfringens en casos de gangrena gaseosa en humanos.

El Dr. Alberto Alape Girón, director del Ciemic, expuso los resultados del estudio (un modelo experimental de gangrena gaseosa en ratones) y comentó que esos hallazgos abren la posibilidad de iniciar investigaciones clínicas en humanos en otros países, en aras de buscar una solución terapéutica para quienes sufren gangrena. En Costa Rica no es posible hacer esos análisis,  porque no existe una ley que los regule.

La gangrena gaseosa es una infección aguda provocada por la bacteria Clostridium perfringens, que evoluciona en forma muy rápida, si no tiene tratamiento adecuado puede llevar al shock y a la muerte del paciente. Ocurre más frecuentemente en personas con ciertos factores que predisponen, como el haber sufrido un trauma severo, padecer diabetes, cáncer, problemas circulatorios o alteraciones del sistema inmunológico.

Se le conoce popularmente como “bacteria come carne”, está ampliamente diseminada en el ambiente y ha sido muy estudiada, incluso se conoce su genoma completo desde hace diez años. No obstante, según explicó el Dr. Alape, no se trata de una bacteria fácil de mantener en el laboratorio, porque  es anaerobia (solo se desarrolla en ambientes carentes de oxígeno) y para esto se necesita un equipo especial.

Esta bacteria vive en el intestino de humanos y animales domésticos, como pollos, vacas, ovejas y cerdos y bajo ciertas circunstancias penetra a los tejidos y produce diversas enfermedades, dependiendo del tipo de toxina que produzca la cepa.

Una de las más importantes es la fosfolipasa c, la cual se caracteriza por ocasionar un daño severo en el tejido muscular. Sin embargo, su mecanismo de acción no se conocía totalmente y con esta investigación se demostró que produce estrés oxidativo, lo cual es una importante contribución científica.

En este proyecto participaron también la Dra. Marietta Flores Díaz y las estudiantes de posgrado Laura Monturiol Gross, María José Pineda Padilla y Cindy Araya Castillo.

 

EVITAR EL ESTRÉS OXIDATIVO

Las conclusiones del trabajo señalan la importancia de evitar el estrés oxidativo que daña las fibras musculares. Este tipo de estrés surge por el desequilibrio entre oxidantes (radicales libres) y antioxidantes en el organismo, producido por la fosfolipasa c en los tejidos infectados.

El investigador reconoce que es difícil evitar el estrés oxidativo, porque el organismo produce diariamente radicales libres, a partir del oxígeno que emplea en la respiración y que es el que dota al cuerpo de la energía necesaria para vivir, por lo que “los radicales libres son inherentes a la vida aerobia”, afirmó.

Lo que sucede es que en la cadena de transporte de electrones, en las mitocondrias, se forma el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo, los cuales conforman las Especies Reactivas de Oxígeno (ROS) y, en especial, el radical hidroxilo, al que se le considera potencialmente peligroso, porque afecta las moléculas celulares, puede causar mutaciones y muerte celular.

Esos procesos de producción de radicales contribuyen también al daño en los tejidos, en enfermedades como la diabetes, en los infartos al miocardio y en los infartos cerebrales. También están estrechamente ligados al envejecimiento, razón por la cual se promocionan tanto en el mercado los suplementos alimenticios y las cremas con acción antioxidante y se insta a la población al consumo de frutas, vegetales y en general a mantener una dieta saludable.

El organismo humano dispone de defensas naturales contra los radicales libres. Entre ellas están: las enzimas antioxidantes, como el superóxido dismutasa que elimina el anión superóxido, las catalasas y las peroxidasas que reaccionan con el peróxido de hidrógeno, para evitar la producción del radical hidroxilo. En este sentido contribuyen también los antioxidantes de bajo peso molecular, como el glutatión, la histidina y la carnitina.

“El estrés oxidativo no es malo en sí mismo, porque ocurre incluso como parte de los procesos fisiológicos, el problema es cuando es muy intenso o muy prolongado, como sucede en la gangrena, porque puede producir daño a los tejidos”, explicó Alape.

 

ESTUDIO DE TOXINA

Los investigadores completaron una serie de análisis de laboratorio a partir de los cuales concluyeron que las líneas celulares con bajos niveles de gangliósidos, como las células de los músculos, son extremadamente sensibles a la fosfolipasa c. Con esas líneas celulares probaron la capacidad que tiene esa toxina de producir radicales libres y de causar estrés oxidativo.

Midieron y confirmaron que los niveles del antioxidante glutatión reducido disminuyen luego de que las células son expuestas a la toxina. Finalmente, confirmaron que es posible prevenir el efecto citotóxico de la fosfolipasa c con un producto llamado Glutatión permeable, que sustituyó al glutatión reducido que se consumió. “Esto nos confirmó que la toxina genera estrés oxidativo”, aseveró el Dr. Alape.

Asimismo, probaron la capacidad de diferentes antioxidantes, como la acetilcisteina (un precursor del glutatión) y el tirón, para inhibir la producción del anión superóxido y de prevenir el estrés oxidativo inducido por la fosfolipasa c en células en cultivo. Luego, probaron la Edaravona, que resultó un barredor del radical hidroxilo.

Motivados por esos resultados hicieron pruebas en ratones de laboratorio, a los que les inyectaron la fosfolipasa c en el músculo para producirles necrosis. Midieron los niveles de creatina kinasa (una enzima intracelular que se libera cuando se rompe la membrana de las células musculares) conforme pasaba el tiempo y confirmaron el daño producido en el músculo.

En otro grupo de ratones además de la toxina aplicaron Edaravona y notaron la reducción significativa en el daño muscular. Además, encontraron que casi la mitad de los ratones tratados con ese antioxidante sobrevivieron a la infección experimental con la bacteria, lo que demostró que el estrés oxidativo juega un papel crucial en esta enfermedad.

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