Método para prevenir y/o controlar infecciones bacterianas.

Método para prevenir y/o controlar infecciones bacterianas.

La presente invención se refiere a un método para prevenir y/o controlar infecciones bacterianas en una planta y/o cultivo,

así como en productos (alimentos crudos, soluciones de lavado, material de uso hospitalario) e instalaciones susceptibles de contaminación por bacterias, mediante aplicación de metilcetonas alifáticas de cadena larga, fundamentalmente 2-tridecanona pero también 2-undecanona, 2-dodecanona, y 2-pentadecanona, en formas y concentraciones del orden micromolar no tóxicas tales que permiten evitar dicha infección sin producir un efecto bactericida (destrucción de bacterias). Asimismo, la presente invención se refiere a estas metilcetonas citadas para uso en medicina, mediante administración de dicho compuesto a un animal o un ser humano.

MÉTODO PARA PREVENIR Y/O CONTROLAR INFECCIONES BACTERIANAS

Campo de la invención La presente invención se engloba en múltiples áreas de aplicación, como puede ser el de Química y Farmacia, concretamente en el campo de la Agricultura, empleándose el producto en cuestión como fitosatinario destinado a reducir enfermedades en plantas causadas por bacterias, y prevenir enfermedades alimentarias causadas por la ingestión de productos vegetales frescos contaminados con bacterias patógenas. La invención también tiene aplicación en el campo de la Medicina y en el de Sanidad, para prevenir y tratar infecciones bacterianas de importancia clínica y veterinaria en animales y personas, así como en instalaciones susceptibles de contaminación por bacterias, como es la Industria alimentaria.

Estado de la técnica Control de enfermedades de plantas causadas por bacterias (bacteriosis)

La forma más frecuente y habitual de proteger las plantas frente al ataque de patógenos ha estado basada en el uso masivo de pesticidas. El daño que ocasionan estos compuestos químicos al medio ambiente así como sus riesgos potenciales para la salud animal y humana, obligan a la búsqueda de soluciones alternativas para la protección de los cultivos.

Las bacterias fitopatógenas son el agente causal de numerosas enfermedades en plantas. Dichas enfermedades son normalmente difíciles de controlar por lo que las medidas van dirigidas fundamentalmente a la prevención. Entre los agentes químicos que se usan para controlar este tipo de infecciones se encuentran los basados en cobre como el caldo bordelés, oxicloruro de cobre o hidróxido cúprico. Sin embargo, estos compuestos no dan resultados satisfactorios cuando las condiciones ambientales son las óptimas para el desarrollo y la diseminación del patógeno. Además es frecuente la aparición de bacterias resistentes a estos compuestos. Otra forma de combatir las infecciones bacterianas en plantas consiste en usar antibióticos como la estreptomicina y la oxitetraciclina. El inconveniente de estos tratamientos es que no pueden usarse en plantas destinadas al consumo humano y animal, así como la aparición frecuente de resistencias (Agrios 2005. Plant Pathology, 5ª edición, Academic Press) .

Una alternativa a estos tratamientos que está siendo investigada en los últimos años es el uso de péptidos antimicrobianos bien producidos por organismos vivos, bien sintéticos (Marcos et al. 2008. Annu. Rev. Phytopathol. 46:273-301) . Los principales inconvenientes de su uso en el control de bacteriosis están en su limitada eficacia in vivo ya que son degradados por proteasas de los tejidos vegetales, o bien en su alto coste económico en el caso de los sintéticos.

Prevención de enfermedades alimentarias causadas por la ingestión de productos vegetales frescos contaminados con bacterias patógenas 45 En los últimos años se han constatado numerosas evidencias que indican que frutas, hierbas, hortalizas, y en especial las verduras de hoja verde, son auténticos reservorios de bacterias enteropatógenas como Salmonella enterica o Escherichia coli (Berger et al. 2010. Environ. Microbiol. 12:2385-2397) . El origen de la infección puede ser diverso, siendo el agua de riego, la principal vía de contaminación. Puesto que este tipo de alimentos se suelen consumir crudos o con muy poca elaboración, la presencia en ellos de este tipo de patógenos constituye 50 un riesgo para la salud humana. Un ejemplo cercano de este problema lo hemos tenido en la crisis alimentaria que tuvo lugar en Alemania en el año 2011 causada por una cepa agresiva de E. coli que provocó la muerte de varias personas y la intoxicación de varios centenares. El origen de esta intoxicación fue inicialmente atribuido a partidas de pepino de origen español, lo que ocasionó una alarma que, aunque posteriormente desmentida, causó graves pérdidas en el sector hortofrutícola español.

La prevención doméstica de este tipo de infecciones se basa fundamentalmente en lavar abundantemente con agua y pelar siempre y cuando sea posible. El uso de zumo de limón y/o vinagre antes del consumo, parecen ser eficaces en reducir el nº de células viables de algunos de estos patógenos. Productores y distribuidores suelen incluir prácticas para eliminar este tipo de contaminantes basadas en tratamientos desinfectantes post-cosecha 60 con cloro (20-200 μg/ml) , ozono o una combinación de ambos, o radiaciones ionizantes. Otra alternativa sugerida para disminuir el riesgo de contaminación consiste en el desarrollo de prácticas agrícolas que incrementen poblaciones bacterianas en la filosfera que sean buenas competidoras frente a los potenciales patógenos (revisado en Berger et al. 2010. Environ. Microbiol. 12:2385-2397) .

Control de las enfermedades infecciosas en animales y humanos causadas por bacterias El procedimiento más habitual y efectivo en el tratamiento de infecciones bacterianas en animales y humanos consiste en la administración de antibióticos. Los antibióticos actúan provocando la muerte de la bacteria o bien impidiendo su multiplicación. El uso, a veces indiscriminado, de estos fármacos está dando lugar a la aparición de bacterias resistentes a la acción de los antibióticos más habituales (super-bugs) . Las enfermedades causadas por bacterias resistentes suelen ser muy graves porque son difíciles de tratar. En el mejor de los casos, conllevan a un incremento en el coste del tratamiento, ya que hay que hacer uso de productos antibióticos de nueva generación frente a los cuales aún no hayan aparecido resistencias. En el caso de resistencias a antibióticos beta-lactámicos, está dando buen resultado el tratamiento conjunto del beta-lactámico con un inhibidor de betalactamasas, enzimas producidas por la bacteria que inactivan el antibiótico. También parecen ser efectivas las terapias con fagos o productos de fagos, para tratar o incluso prevenir infecciones bacterianas (Hermoso et al. 2007. Curr. Opin. Microbiol. 10:461-472) .

2. tridecanona La 2-tridecanona (2-TDC, metil undecil cetona) es una metilcetona de larga cadena alifática (Fig. 1) . Las metil cetonas alifáticas son compuestos naturales volátiles que han sido identificados en microorganismos, plantas, insectos y en animales (Forney and Markovetz. 1971. The biology of methyl ketones. J. Lipid Res. 12:383-395) .

La 2-TDC es especialmente abundante en hojas de especies silvestres de tomate Solanum habrochaites subsp. glabratum en las que se puede acumular en concentraciones hasta 70 veces superiores (9.4 μg de 2-TDC por mg peso fresco de hoja) a las encontradas en la variedad cultivable de tomate (Williams et al. 1980. 2-Tridecanone: A Naturally Occurring Insecticide from the Wild Tomato Lycopersicon hirsutum f.glabratum. Science 207:888-889; Anthonius. 2001. Production and quantification of methyl ketones in wild tomato accessions. J. Environ. Sci Health B 36:835-848) . No obstante, la 2-TDC no parece ser exclusiva de tomate y se ha identificado como un componente relativamente abundante en las raíces de Glossocalyx staudtii, en semillas de Pilocarpus microphyllus y en hojas de Zanthoxylum armatum (Agnaniet et al. 2009. Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oils of leaves, roots and bark of Glossocalyx staudtii. Nat. Prod. Commun. 4:1127-1132; Braga et al. 2007. Insecticidal activity of 2-tridecanone against the cowpea weevil Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae) An.Acad.Bras.Cienc. 79:35-39; Bisht and Chanotiya. 2011. 2-undecanone rich leaf essential oil from Zanthoxylum armatum. Nat Prod.Commun. 6:111-114) . También se ha identificado 2-TDC en animales: como componente mayoritario en la secreción de las glándulas interdigitales del ciervo Odocoileus hemionus columbianus, donde podría participar en comunicación semioquímica (Wood et al. 1995. Volatile ketones from interdigital glands of black-tailed deer, Odocoileus hemionus columbianus. J. Chem Ecol. 21:14011408) , y en glándulas mandibulares de abejas obreras donde parece actuar como feromona que induce respuestas agresivas en el insecto (Schorkopf et al. 2009. Mandibular gland secretions of meliponine worker bees: further evidence for their role in interspecific and intraspecific defence and aggression and against their role in food source signalling. J. Exp. Biol. 212:1153-1162) . Más recientemente, la 2-TDC se ha identificado como un compuesto orgánico volátil (VOC) producido por bacterias de la rizosfera pertenecientes a los géneros Burkholderia, Serratia y Escherichia (Blom et al. 2011. Production of plant growth modulating volatiles is widespread among rhizosphere bacteria and strongly depends on culture conditions. Environ. Microbiol. 13:30473058) .

La capacidad de las especies silvestres de tomate de producir cantidades... [Seguir leyendo]

1. Un método para prevenir y/o controlar infecciones bacterianas en una planta y/o cultivo, caracterizado porque comprende administrar al menos una metilcetona alifática de fórmula general (I)

(I) donde R1 representa una cadena alifática formada por un número comprendido entre 9 y 13 átomos de carbono.

2. El método según la reivindicación anterior, donde la metilcetona es seleccionada dentro del grupo compuesto por 2-tridecanona, 2-dodecadona, 2-pentadecanona y 2-undecanona.

3. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde la metilcetona se administra en una solución que contiene dicha metilcetona en una concentración comprendida entre 1 μM y 10 mM, incluidos ambos límites.

4. El método según la reivindicación anterior, donde la metilcetona se administra en una solución que contiene dicha metilcetona en una concentración comprendida entre 5 μM y 500 μM, incluidos ambos límites.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, donde la solución es etanólica.

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la metilcetona se administra mediante un procedimiento de aplicación seleccionado dentro del grupo compuesto por: pulverización de la parte aérea de la planta, inyección directa en el tallo de la planta, administración directa al sustrato de crecimiento de la planta, administración a través del agua de riego o de una solución nutritiva, inmersión del sistema radicular o de la totalidad de la planta (o de semillas) en una solución que contiene la metilcetona, y cualquier combinación de dichos procedimientos.

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la metilcetona se administra mezclada con aditivos seleccionados dentro del grupo compuesto por: fertilizantes orgánicos y/o inorgánicos, insecticidas, nematocidas, fungicidas, bactericidas y herbicidas, y cualquier combinación de los mismos; o bien se administra antes, después o simultáneamente a la administración de dichos aditivos.

8. Un método para prevenir y/o controlar infecciones bacterianas en alimentos, instalaciones de producción y tratamiento de alimentos, instalaciones de contención, transporte y cuidado de animales, materiales e instalaciones médicas, y en materiales e instalaciones de hostelería, caracterizado porque comprende aplicar al menos una metilcetona alifática de fórmula general (I)

(I) donde R1 representa una cadena alifática formada por un número comprendido entre 9 y 13 átomos de carbono.

9. El método de la reivindicación anterior, donde la metilcetona es seleccionada dentro del grupo compuesto por 2-tridecanona, 2-dodecadona, 2-pentadecanona y 2-undecanona.

10. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, donde la metilcetona se administra en una solución que contiene dicha metilcetona en una concentración comprendida entre 1 μM y 10 mM, incluidos ambos límites.

11. El método según la reivindicación anterior, donde la metilcetona se administra en una solución que contiene dicha metilcetona en una concentración comprendida entre 5 μM y 500 μM, incluidos ambos límites.

12. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, donde la solución es etanólica.

13. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, donde la metilcetona se administra mediante un procedimiento de aplicación seleccionado dentro del grupo compuesto por: pulverización, inmersión, o dispersión mediante sistema de aire acondicionado y/o sistema de refrigeración.

14. Uso de al menos una metilcetona alifática de fórmula general (I) :

(I)

donde R1 representa una cadena alifática formada por un número comprendido entre 9 y 13 átomos de carbono,

en la prevención y/o tratamiento de infecciones bacterianas en el campo fitosanitario o de la salud y la higiene de alimentos, materiales e instalaciones susceptibles de contaminación por bacterias patógenas.

15. Uso de la reivindicación anterior frente a patovares de una de las especies seleccionadas dentro del grupo compuesto por Pseudomonas syringae, P. savastanoi, Clavibacter michiganensis, Xanthomonas campestris, X. citri, Xylella fastidiosa, Ralstonia solanacearum, Agrobacterium tumefaciens, Erwinia amylovora, Salmonella typhimurium, Escherichia coli enteropatógenas, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa y Legionella pneumophila.

16. Uso de al menos una metilcetona alifática de fórmula general (I) :

(I) donde R1 representa una cadena alifática formada por un número comprendido entre 9 y 13 átomos de carbono, en la prevención de biofilms en superficies, mediante administración sobre dicha superficies de un material.

donde R1 representa una cadena alifática formada por un número comprendido entre 9 y 13 átomos de carbono, como aditivo frente a infecciones bacterianas en productos de higiene oral o corporal.

18. Uso de la reivindicación anterior, donde el producto es seleccionado dentro del grupo compuesto por un dentífrico, un colutorio y un jabón de manos.

19. Uso de al menos una metilcetona alifática de fórmula general (I) :

(I) donde R1 representa una cadena alifática formada por un número comprendido entre 9 y 13 átomos de carbono,

en la preparación de una composición farmacéutica o un medicamento para medicina.

20. Uso según la reivindicación anterior, en la prevención y/o tratamiento de infecciones bacterianas.

21. Uso definido en una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, donde la metilcetona es seleccionada dentro del grupo compuesto por 2-tridecanona, 2-dodecadona, 2-pentadecanona y 2-undecanona.

22. Una metilcetona alifática de fórmula general (I) :

(I)

donde R1 representa una cadena alifática formada por un número comprendido entre 9 y 13 átomos de carbono, para uso en medicina.

23. Metilcetona según la reivindicación anterior, que es seleccionada dentro del grupo compuesto por 25 tridecanona, 2-dodecadona, 2-pentadecanona y 2-undecanona.

24. Metilcetona según una cualquiera de las reivindicaciones 22 ó 23, para uso en la prevención y/o control de infecciones bacterianas en un sujeto.

25. Metilcetona según la reivindicación anterior, donde el sujeto es un animal o un ser humano.

26. Metilcetona según una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, donde la metilcetona se aplica en una solución que contiene dicha metilcetona en una concentración comprendida entre 1 μM y 10 mM, incluidos ambos límites.

27. Metilcetona según la reivindicación anterior, donde la metilcetona se aplica en una solución que contiene dicha metilcetona en una concentración comprendida entre 5 μM y 500 μM, incluidos ambos límites.

28. Metilcetona según una cualquiera de las reivindicaciones 26 ó 27, donde la solución es etanólica. 20

29. Metilcetona según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la metilcetona se administra frente a una de las especies seleccionadas dentro del grupo compuesto por Salmonella typhimurium, Escherichia coli enteropatógenas, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa y Legionella pneumophila.

FIG. 1

FIG. 2

FIG. 3

FIG. 4

cfu/cm2

1, 00E+08

1, 00E+05 1, 00E+06 1, 00E+07 H2O EtOH 2TDC 50µM 2TDC 500µM

1, 00E+04

024 6810

Tiempo (días)

FIG. 5

FIG. 6

FIG. 7