Evaluación de la actividad antimicrobiana de entidades químicas no convencionales para su uso en dermatología veterinaria

Abstract

El desarrollo de multirresistencias a antibióticos por parte de las bacterias es un problema médico cuya incidencia ha aumentado de manera exponencial, sobre todo en las últimas décadas. Realmente, se trata de un mecanismo adaptativo a modo de respuesta de los microorganismos ante el enfrentamiento reiterado a fármacos antimicrobianos, con objeto de eludir su acción. En consecuencia, este hecho ha generado un gran problema de salud pública que afecta tanto a animales como personas, elevando no sólo el gasto sanitario sino también aumentando la mortalidad en infecciones graves debida a un grupo numeroso de bacterias. Ante esta situación es necesaria la búsqueda de alternativas eficaces y económicamente viables para combatir de microorganismos de una forma eficiente. La presente Tesis Doctoral, compuesta de tres partes, muestra por un lado, el estudio de la prevalencia de las resistencias de un patógeno concreto y la aplicación de un modelo matemático que permite la posibilidad de aplicar un tratamiento empírico con una probabilidad de éxito por encima del 90%. Así, la implementación de este tipo de herramientas, que permiten predecir y prever el comportamiento epidemiológico de estos patógenos y que por ende, permiten establecer medidas eficaces para su prevención, diagnóstico y tratamiento, son claves para establecer un diagnóstico certero. En este caso concreto, la modelización matemática, basada en el uso de programas informáticos en los que se implementa computacionalmente un modelo matemático permite simular el comportamiento de una epidemia, en el sentido en el que permite el seguimiento del estado de poblaciones sanas, infectadas, curadas y que no han superado la enfermedad. Asimismo, este mismo modelo se está aplicando en la actualidad a muchas enfermedades infecciosas de carácter bacteriano o vírico, como el SARS-COVID 19, proporcionando una información predictiva muy valiosa para su control. En el campo de la Medicina Veterinaria Clínica no tenemos constancia de que se haya implementado nunca antes un modelo de estas características, por lo que esta investigación puede abrir un camino que ofrece grandes posibilidades y que tendrían una repercusión directa sobre la salud animal y por ende, la salud pública. Por otro lado, centrándonos en la búsqueda de nuevos potenciales tratamientos farmacológicos alternativos a la antibioterapia convencional para infecciones por microorganismos del tipo Gram positivos S. pseudintermedius y S. aureus y para Gram negativos, por E. coli y P. aeruginosa, que son patógenos muy relevantes en infecciones multirresistentes. Con referencia a los patógenos Gram positivos hemos estudiado la acción antimicrobiana y frente a la formación del biofilm, un importante factor de virulencia clave en el desarrollo de resistencias antimicrobianas, de diferentes azocompuestos. Estos compuestos se utilizan ampliamente en la industria como tintes sintéticos y se aplican como colorantes para pinturas, textiles, industria alimentaria o cosmética. También se ha extendido su uso en otros campos, entre los que destacamos la biomedicina, como indicadores en sensores que utilizan materiales funcionales con fluorescencia u optoelectrónica. Asimismo, los compuestos con funciones azo pueden unirse a numerosos metales, formando complejos que muestran propiedades antifúngicas y antibacterianas. A pesar de la abundante literatura acerca de las propiedades antimicrobianas de estos azocompuestos, su efecto sobre la formación del biofilm, un importante factor de virulencia, por parte de las bacterias patógenas así como de los mecanismos de acción exactos de toxicidad no han sido estudiados en profundidad. En el presente trabajo de investigación hemos podido comprobar que los compuestos con funciones azo ensayados poseen una notoria acción antimicrobiana frente a las cepas de S. pseudintermedius y S. aureus, permitiéndonos dilucidar su mecanismo de acción, así como su acción frente a la formación del biofilm. Todo ello nos ha permitido diseñar una potencial aplicación terapéutica tópica que consideramos de gran utilidad. Finalmente, como estudio complementario centrado en las cepas Gram negativas E. coli y P. aeruginosa hemos podido determinar que ciertos carbenos heterocíclicos metálicos de plata, así como compuestos tipo carboxilatos de nueva síntesis de este mismo metal son muy efectivos frente a estos patógenos. Aunque, numerosos estudios muestran que tanto determinados complejos metal-carbeno como los dicarboxilatos poseen propiedades antimicrobianas, sin embargo, sus mecanismos concretos de acción no habían sido previamente estudiados. Al igual que para los azocompuestos, hemos podido determinar su mecanismo de acción y su acción frente al biofilm. Asimismo, hemos podido determinar una relación estructural-funcional muy significativa en el campo de la terapéutica que abre futuras y prometedoras nuevas líneas de investigación.