Aunque las lectinas vegetales están bien representadas en las raciones humanas y animales, y muchas de ellas están bien caracterizadas, su aplicación en terapias antiadherentes es una estrategia reciente que se está considerando como alternativa a los antibióticos.
En este artículo realizamos un resumen del estudio A Proteinaceous Fraction of Wheat Bran May Interfere in the Attachment of Enterotoxigenic E. Coli K88 (F4+) to Porcine Epithelial Cells publicado por el SNiBA.
La posibilidad de que los patógenos puedan ser inhibidos mediante compuestos antiadherentes naturales es especialmente atractiva, por lo que ha generado expectativas y atención de forma significativa.
Para esta función antiadherente, los compuestos de origen lácteo y vegetal, junto a subproductos microbianos, han sido los principales componentes considerados en la dieta.
Además, los productos vegetales con actividad antiadherente se han convertido en candidatos potenciales a ser agentes terapéuticos por su abundancia.
Aunque las lectinas vegetales están bien representadas en las raciones humanas y animales y muchas de ellas están bien caracterizadas, su aplicación en terapias antiadherentes es una estrategia reciente que se está considerando como alternativa a los antibióticos.
Teóricamente, estas lectinas podrían interactuar con los receptores de la célula del hospedador bloqueando la adherencia por competición. Pero, de forma adicional, podrían interactuar con las adhesinas bacterianas aumentando la eliminación de bacterias por exclusión.
Recientemente se han realizado numerosas investigaciones relativas a extractos vegetales para reducir la adherencia bacteriana.
Los productos vegetales con actividad antiadherente son candidatos potenciales como agentes terapéuticos
El salvado de trigo podría interferir en la capacidad de adhesión microbiana
Diversos estudios previos habían evidenciado los beneficios de la inclusión de salvado de trigo en las dietas de lechones para prevenir diarreas.
Otras investigaciones han mostrado cómo lechones con una dieta con salvado de trigo mostraban una reducción de
E. coli en la digesta ileal, y lo que es más interesante, una reducción de E. coli enterotoxigénico (ETEC) K88 adherido a la mucosa del íleon.
Aunque en un principio se atribuyó a los arabinoxil oligosacáridos del salvado de trigo las propiedades antiadherentes contra los enteropatógenos, los datos preliminares sugieren la implicación de compuestos proteicos, que podrían reconocer específicamente a E. coli enterotoxigénico ETEC K88.
Del trabajo presentado podemos extraer que la proteína o glicoproteína presente en el extracto soluble del salvado de trigo podría interferir en la capacidad de la E. coli enterotoxigénico ETEC K88 para adherirse a las células epiteliales porcinas, y así prevenir el proceso infeccioso.
Bajo esta hipótesis, el objetivo del presente estudio fue focalizarse en los compuestos proteináceos del salvado de trigo responsables.
Para este fin, se fraccionó un extracto de salvado de trigo mediante distintas estrategias, y las fracciones obtenidas fueron valoradas mediante distintas metodologías in vitro con el objetivo de identificar los potenciales candidatos responsables mediante espectrometría de masas (EM).
Lechones alimentados con una dieta de salvado de trigo mostraban una reducción de E. coli enterotoxigenico (ETEC) K88 adherido a la mucosa
Material & Métodos
Procedimientos de extracción y fraccionado del Salvado de trigo
Obtención del extracto soluble de ST: El ST usado en el estudio provino de un molino local español (Moretó, Mollet del Vallès, Barcelona).
Fraccionamiento por peso molecular: Una alícuota de extracto soluble de salvado de trigo fue usada para su fraccionamiento por PM mediante concentradoras centrífugas Vivaspin 6 (Sartorious) con un filtro con tamaño de corte de 300.000-Da
Eficacia y herramientas de validación
Cepas bacterianas: Se usó una cepa de E. coli enterotoxigénica (ETEC) K88 aislada de un brote de colibacilosis en España generosamente suministrada por el laboratorio de referencia para E. coli, Facultad de Veterinaria de la Universidad de Santiago de Compostela (A Coruña).
Test de adhesión: Se determinó la capacidad de las distintas fracciones para adherirse a ETEC K88 mediante el uso de placas de microtitulación de poliestireno de alta adhesión según describe de ligado fuerte en el TA in vitro según describe Becker et al. y adapta González-Ortiz et al.
Test de bloqueo: El extracto de salvado de trigo y las dos fracciones obtenidas por separación por peso molecular (>300-kDa y <300-kDa) fueron subsiguientemente sometidas a un experimento de dosis-respuesta.
Ligado fimbrial de E. coli enterotoxigénica K88ac a las fracciones de salvado de trigo: Se analizó la posible adhesión de la fimbria F4 purificada de la cepa ETEC FV12408 a las diferentes fracciones moleculares del extracto de trigo mediante Dot-blot.
Rescate de los componentes de salvado de trigo ligados a las fimbrias: Para identificar los posibles compuestos moleculares de ST interactuando con las fimbrias, se realizó una incubación de las bacterias con el extracto completo de ST.
Identificación de los componentes de salvado de trigo que se ligaron a las fimbrias de ETEC K88
Separación monodimensional en SDS-PAGE: Las muestras fueron tratadas con el 2D Clean-Up Kit (GE Healthcare) y fueron resuspendidas en tampón lítico (urea 8 M, 2.5% Chaps, 2% ASB-14 y 40 mM DTT, pH 8,5).
Separación bidimensional SDS-PAGE: Las proteínas rescatadas después de la incubación de ETEC K88 con ST fueron separadas mediante 2D SDS PAGE.
Identificación de las proteínas por EM: Se escindieron del gel y digirieron con él determinados puntos proteicos seleccionados.
Análisis estadístico: El análisis estadístico fue realizado mediante SAS 9.2.
Resultados & discusión
La digestión del extracto soluble de salvado de trigo no modificó sus propiedades adherentes, en comparación con el salvado de trigo sin incubar (no se muestran los datos), indicando que estos carbohidratos no juegan ningún papel importante en el reconocimiento de ETEC K88.
Este resultado es consistente con la implicación de un compuesto proteináceo del salvado de trigo en el ligado de ETEC K88.
En este sentido, algunos informes han sugerido la capacidad de la fracción proteica de las plantas para comportarse como sustratos antiadherentes .
El salvado de trigo es un subproducto con un contenido proteico de alrededor de 151 g/kg a 221 g/kg de materia seca. Es más, otros componentes en el salvado de trigo podrían también interferir con el ligado de ETEC K88 a las células epiteliales, como el ácido fítico (42 mg/g), polifenoles (3,20 mg/g), taninos (2,9 mg/g), saponinas (2,7 mg/g) e inhibidores de la tripsina (54,2 U/g) .
Algunos informes han sugerido la implicación del compuesto proteináceo del salvado de trigo en el ligado de la ETEC K88
CONCLUSIONES
Los resultados del estudio sugieren que las propiedades antiadherentes del extracto de salvado de trigo podrían deberse a distintos mecanismos.
Se hipotetiza que un complejo proteico de elevado peso molecular, superior a los 300 kDa, está involucrado en el bloqueo del ligado de ETEC K88 a IPEC-J2.
La identificación de distintas proteínas con propiedades adhesivas, refuerza la creencia de que requerirían estar juntas en una estructura más compleja para interferir completamente en la adhesión de ETEC K88 al intestino porcino.
En este trabajo se proponen distintas proteínas candidatas que podrían estar involucradas en estas propiedades antimicrobianas. Sin embargo, deberían realizarse más estudios para validar estos resultados y avanzar en la comprensión de los procesos de reconocimiento y bloqueo que tienen lugar.
Toda la información recogida abrirá nuevas perspectivas para el diseño de nuevos agentes terapéuticos para prevenir la patogenia bacteriana.
Publicado A Proteinaceous Fraction of Wheat Bran May Interfere in the Attachment of Enterotoxigenic E. Coli K88 (F4+) to Porcine Epithelial Cells publicado por el SNiBA. en PLoS One. 2014; 9(8): e104258.
