Mejorando la efectividad de los fitogénicos contra las bacterias Gram negativas: uso de permeabilizadores

En los últimos años se ha extendido el uso de fitogénicos como sustitutos de los antibióticos promotores del crecimiento. Los efectos positivos de los fitogénicos se atribuyen a sus propiedades antimicrobianas, antioxidantes y antiinflamatorias.

En un artículo anterior de este blog, explicamos el mecanismo de acción de los fitogénicos como antimicrobianos. Generalmente presentan un amplio espectro de acción, aunque se considera que son más efectivos contra bacterias Gram-positivas que Gram-negativas.

La eficacia de los fitogénicos contra los gram negativos se puede mejorar combinándolos con ácidos orgánicos, ya que tienen un efecto aditivo. Otra solución, mucho más efectiva, es formular productos que incluyan fitogénicos y permeabilizadores de membrana, tal como lo hacemos en PlusVet Animal Health en nuestra nueva línea de productos naturales, PhytoLogist©.

Las bacterias gramnegativas causan de una gran variedad de infecciones en los animales de granja. Además, algunas de ellas, como Escherichia coli y Salmonella sp, dan lugar a intoxicaciones alimentarias.

Como es bien sabido, las bacterias Gram-positivas y Gram-negativas difieren en la estructura de la pared celular. En las bacterias Gram-positivas, la membrana plasmática está cubierta por una gruesa capa de pared celular a base de peptidoglicanos. Las moléculas hidrofóbas, como los fitogénicos, pueden penetrar fácilmente en la capa de peptidoglicano y ejercer sus efectos antimicrobianos en la membrana plasmática y el interior de la célula bacteriana.

Por otro lado, en las bacterias Gram-negativas la capa de peptidoglicano es más delgada y está cubierta por una gruesa capa de lipopolisacáridos llamada membrana externa. La membrana externa es hidrofílica, lo que dificulta la penetración de los fitogénicos y de otros antimicrobianos hidrofóbos. Como consecuencia, las bacterias Gram-negativas son más resistentes a estos compuestos.

Es posible debilitar la membrana externa de las bacterias Gram-negativas mediante el uso de ciertas sustancias llamadas permeabilizadores.

Los permeabilizadores actúan desintegrando la capa de lipopolisacáridos y aumentando la permeabilidad de la membrana externa a los agentes hidrofóbos, como por ejemplo los fitogénicos.

Los permeabilizadores en sí mismos pueden no ser antimicrobianos, pero potencian la actividad de los antimicrobianos hidrófobos, actuando sinérgicamente.

La actividad permeabilizante de cierto compuesto sobre las bacterias Gram-negativas puede evaluarse monitorizando la inhibición del crecimiento bacteriano en cultivos líquidos.

En este experimento, llevado a cabo en el laboratorio de PlusVet Animal Health en octubre de 2019, testamos los efectos antimicrobianos de dos productos sobre la curva de crecimiento de E. coli. De cada producto, se ensayan dos fórmulas alternativas: fitogénicos y fitogénicos más permeabilizadores

Cepa: E. coli ATCC25922. Se prepara una dilución que contiene 3 x 10E6 UFC / ml.

Productos a ensayar:

Caldo de infusión cerebro y corazón

Se prepara una solución de 50 ml de cada producto y fórmula utilizando caldo de infusión cerebro y corazón como solvente. Para preparar la dilución control se sustituye la cantidad necesaria de producto por agua destilada. Se esterilizan las diluciones en autoclave.

La concentración de las diferentes fórmulas es tal que sólo se inhibe moderadamente el crecimiento bacteriano, para poder medir la curva de crecimiento de E. coli. Una concentración de producto más elevada, que inhibiera totalmente el crecimiento, impediría el desarrollo del experimento.

En condiciones estériles, se mezcla 50 ml de solución bacteriana que contiene 3 * 10E6 UFC / ml de E. coli con 50 ml de cada dilución a testar.

Las diluciones resultantes se cultivan a 37°C durante 24 h.

A las 0, 4, 8 y 24 h, se toman 5 ml de cada una de las diluciones, se trasvasan a un tubo de centrífuga y se centrifugan a 5000 rpm durante 5 min. Se desecha el sobrenadante, se añaden 5 ml de suero fisiológico salino al residuo, se agita bien para disolverlo por completo y se mide la absorbancia a 560 nm.

Una mayor absorbancia está relacionada con una mayor densidad de bacterias en el tubo y por lo tanto con un mayor crecimiento bacteriano en la muestra.

Se puede observar que, en los productos 1 y 2, las fórmulas con fitogénicos más permeabilizadores (menor absorbancia) inhiben el crecimiento de E. coli de manera más efectiva que las fórmulas que contienen solamente fitogénicos (mayor absorbancia).

Se puede concluir que agregar permeabilizadores a las fórmulas que contienen fitogénicos es una forma efectiva de hacerlas más eficaces contra las bacterias Gram-negativas y así garantizar un amplio espectro de acción.

Los productos que contienen fitogénicos y permeabilizadores son excelentes sustitutos de los promotores de crecimiento antibióticos.