Uso de bacterias del género Tenacibaculum para quorum quenching.

Uso de células bacterianas del género Tenacibaculum, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, capaces de degradar N- Acil homoserin lactonas, para quorum quenching, para el tratamiento de enfermedades infecciosas bacterianas o para inhibir la formación de biofilms

Uso de bacterias del género Tenacibaculum para Quorum quenching.

La presente invención se encuentra dentro de la biología y la biología molecular, y se refiere a especies del género Tenacibaculum capaces de degradar N-acil-homoserin lactonas (AHLs) para el control de enfermedades infecciosas bacterianas, y para evitar la formación de biofilms.

Estado de la técnica anterior

Numerosas especies bacterianas usan un mecanismo de regulación genética coordinada para responder a cambios en el entorno. Este mecanismo conocido como "quorum sensing" (QS) consiste en la producción y liberación de moléculas señal al medio donde se acumulan controlando la expresión de múltiples genes (Fuqua et al., 1994. J Bacteriol 176: 269-275). Mediante la comunicación por QS las poblaciones bacterianas pueden coordinarse para ejecutar importantes funciones biológicas, muchas de ellas implicadas en la virulencia de importantes patógenos, como: movilidad, "swarming", agregación, luminiscencia, biosíntesis de antibióticos, factores de virulencia, simbiosis, formación y diferenciación de biofilms, transferencia de plásmidos por conjugación,... (Williams et al., 2007. Phil Trans R Soc B 362: 1119-1134).

Las señales de QS más estudiadas y conocidas son las N-acil-homoserin lactonas (AHLs) empleadas por numerosas bacterias Gram-negativas (Williams et al., 2007. Phil Trans R Soc B 362: 1119-1134). Las AHLs, también conocidas como autoinducers (Als), son una familia de moléculas señales usadas en el sistema de QS de muchas bacterias, principalmente Gram negativas, que se basan en un anillo lactona con una cadena lateral acilo de tamaño variable entre 4 y 14 carbonos, con o sin saturación y con o sin sustituciones Oxo- o Hidroxi- en el tercer carbono (Whitehead et al., 2001. FEMS Microbiol Rev 25: 365-404). Como las poblaciones de especies bacterianas coordinadas por QS obtienen importantes ventajas competitivas en sus múltiples interacciones con otros procariotas y eucariotas, sus competidores han desarrollado mecanismos para interferir con su comunicación por sistemas QS, a estos mecanismos se les conoce como "quorum quenching" (QQ). Se basan en la producción de inhibidores que mimetizan las AHLs bloqueando el receptor, como las furanonas producidas por el alga marina Delisea pulchra (Givskov et al., 1996. J Bacteriol 178: 6618-6622). Otra estrategia para bloquear los sistemas de QS mediados por AHLs es la degradación enzimática de las moléculas señal. Hasta el momento se han descrito dos tipos principales de enzimas que llevan a cabo esta degradación: las Lactonasas que hidrolizan el anillo lactona y las acilasas que rompen el enlace entre el anillo lactona y la cadena lateral (Dong et al, 2007. Phil Trans R Soc B 362: 1201-1211).

Aunque la síntesis de quimioterápicos artificiales y el descubrimiento y mejora de los antibióticos han supuesto en el siglo pasado una auténtica revolución médica en el tratamiento de enfermedades infecciosas, el desarrollo de resistencia a antibióticos por parte de algunas bacterias patógenas es un grave problema mundial, que obliga a la industria farmacéutica a desarrollar nuevas generaciones de antibióticos más potentes, y que puede originar cepas multirresistentes en las que el tratamiento es más largo y con frecuencia ineficaz, llegando incluso a la muerte del paciente. La presión selectiva que se ejerce en el ambiente microbiano, el estado inmunitario del hospedero, los microambientes bacterianos y factores propios de las bacterias involucradas, tienen un papel importante en el desarrollo de la resistencia.

Debido a que gran cantidad de patógenos humanos (p. e.: Pseudomonas putida, Serratia spp,...), de plantas (p. e.: Agrobacterium spp., Erwinia carotovora,...) y patógenos marinos (p. e.: Aeromonas salmonicida, Vibrio anguillarum,...) (Williams et al., 2007. Phil Trans R Soc B 362: 1119-1134; Bruhn et al., 2005. Dis Aquat Org 65: 43-52.) usan AHLs para el control de producción de factores de virulencia, la interferencia con estos sistemas de comunicación constituye una interesante y prometedora vía para el control de enfermedades infecciosas bacterianas (Dong & Zhang. 2005. J Microbiol 43: 101-109; Dong et al., 2007. Phil Trans R Soc B 362: 1201-1211). Además este tipo de mecanismos en combinación con antibióticos puede ser una estrategia interesante en el tratamiento de enfermedades infecciosas por patógenos multirresistentes como Pseudomonas aeruginosa, en la que está descrito el control de QS sobre mecanismos de virulencia (Venturi, 2006. FEMS Microbiol Rev 30: 274-291) y otros patógenos de humanos, animales y plantas. El interés de las estrategias de QQ para el tratamiento de enfermedades infecciosas es que al no afectar directamente a la supervivencia del patógeno sino a la expresión de los factores de virulencia no ejercen presión selectiva evitando la aparición de resistencias.

Descripción de la invención

La presión selectiva que representa la aplicación a gran escala de los quimioterápicos ha permitido la diseminación de cepas microbianas con mecanismos de resistencia que, en muchas ocasiones dificultan el adecuado tratamiento clínico, llegando incluso a la muerte del paciente. Puesto que muchas bacterias usan el sistema de señales de QS para sincronizar la expresión genética y coordinar su actividad biológica dentro de una población, controlando la virulencia y la formación de biofilms entre otras funciones biológicas, una vía para evitar el aumento de mecanismos de resistencia de las bacterias patógenas sería controlar estos sistemas de señales QS. La inhibición de este sistema de señales es lo que se ha denominado Quorum quenching (QQ). La presente invención proporciona los medios para controlar las infecciones bacterianas, sin ejercer presión selectiva sobre las poblaciones de estas bacterias y evitando así la aparición de resistencias así como para la inhibición de otros procesos de colonización bacteriana en las que están implicadas las señales de QS tipo AHL, como la formación de biofilms. En la presente invención se describe por primera vez el uso de células bacterianas del género Tenacibaculum capaces de degradar las N-Acil-homoserin lactonas (AHLs), para el control de enfermedades infecciosas bacterianas y para la inhibición de la formación de biofilms.

Así, un primer aspecto de la invención se refiere al uso de las células bacterianas del género Tenacibaculum, del extracto celular crudo o el sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, para quorum quenching.

En una realización preferida de este aspecto de la invención, las células bacterianas del género Tenacibaculum, el extracto celular crudo o el sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, se usan para degradar N-Acil-homoserin lactonas (AHLs).

Cualquier bacteria regula su expresión génica en respuesta a diferentes señales medioambientales, una propiedad esencial para competir con otros organismos. En el caso particular de bacterias patógenas, la regulación génica es crucial para permitir la supervivencia de la bacteria al particular ambiente que le ofrece su hospedador. Los genes de virulencia bacterianos están sujetos a complejos mecanismos de regulación para asegurar la expresión del gen apropiado en el momento apropiado. Las AHLs son las señales de QS más estudiadas y conocidas, y son empleadas por multitud de bacterias patógenas humanas, de plantas y marinas para el control de la producción de factores de virulencia.

Por tanto, una realización preferida de este aspecto de la invención es el uso de las células bacterianas del género Tenacibaculum, del extracto celular crudo o del sobrenadante de cultivos de dichas bacterias del género Tenacibaculum, o cualquiera de sus combinaciones, que son capaces de degradar N-Acil homoserin lactonas, y por tanto interferir con el sistema de señales de QS de bacterias, para elaborar un medicamento. En una realización aún más preferida, el medicamento se usa para el tratamiento de enfermedades infecciosas bacterianas.

Los "biofilms" o "biopelículas", tal y como se definen en esta memoria, son comunidades de microorganismos que crecen embebidos en una matriz de exopolisacáridos y adheridos a una superficie inerte o un tejido vivo. Es una comunidad de bacterias (de una única especie o varias), que...

1. Uso de una célula bacteriana del género Tenacibaculum cuya región 16S del ARNr presenta una identidad de al menos un 80% con la secuencia polinucleotídica homologa recogida en la SEQ ID NO: 1, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, para degradar N-Acil homoserin lactonas y provocar quorum quenching.

2. Uso de una célula bacteriana del género Tenacibaculum, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, según la reivindicación anterior, para elaborar un medicamento.

3. Uso de una célula bacteriana del género Tenacibaculum, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, para elaborar un medicamento para el tratamiento de enfermedades infecciosas bacterianas.

4. Uso de una célula bacteriana del género Tenacibaculum, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, para inhibir la formación de biofilms.

5. Uso de una célula bacteriana del género Tenacibaculum, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en combinación con antibióticos u otros agentes antibacterianos.

6. Uso de una célula bacteriana, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, según cualquiera de las reivindicaciones 3-5, donde las bacterias causantes de la enfermedad infecciosa o de la formación del biofilm son bacterias Gram negativas.

7. Cepa de células bacterianas de la especie Tenacibaculum discolor depositada en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT), con el número de depósito CECT 7426.

8. Uso de la célula bacteriana del género Tenacibaculum según la reivindicación anterior, del extracto celular crudo o del sobrenadante de sus cultivos, o cualquiera de sus combinaciones, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6.

9. Composición que comprende: