Resumen: M-099 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 Actividad Bactericida del veneno de Bothrops alternatus del Nordeste de Argentina Bustillo, Soledad 1-2 2 1 3 2 - Merino, Luis - Leiva, Laura C. - Bal De Kier Joffé, Elisa - Gorodner, Jorge O. 1.Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura. Universidad Nacional del Nordeste. Av. Libertad 5600 - Corrientes, CP: 3400. Argentina. Tel: 54-3783-457996-112. e-mail: soledadb@exa.unne.edu.ar 2.Instituto de Medicina Regional. Universidad Nacional del Nordeste. Argentina 3.Instituto Angel H. Roffo. Universidad de Buenos Aires.(UBA) Antecedentes Los venenos de serpientes contienen un gran numero de proteínas y péptidos biológicamente activos que son en su mayoría similares en estructura a los que predominan en los sistemas fisiológicos humanos. En la última década, los componentes del veneno han sido usados como importantes herramientas para el conocimiento de éstos sistemas fisiológicos (Meier et al 1994, Vogel et al 2004). La mordedura de serpiente y posterior intoxicación es un proceso asociado con una baja incidencia de infección bacteriana (Talan et al 1991, Trabi et al 2001). Esto podría indicar la presencia de moléculas con actividad bactericida en los venenos, que podrían proteger a las serpientes durante su alimentación. Se ha demostrado que venenos ofidicos, exhiben actividad citotóxica sobre una amplia gama de bacterias (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, L. monocytogenes, etc), por lo que se evidencia que sus componentes son capaces de afectar no solo células eucariotas sino también procariotas (Talan et al 1991; Páramo et al, 1998; Lomonte et al, 1999 ; Soares et al 2000, 2001; Santamaría et al, 2005; Rodríguez V. et al 2005). El objetivo del presente trabajo es comprobar si el veneno de Bothrops alternatus posee efecto bactericida sobre cepas ATCC de bacterias gram positivas (Staphylococcus aureus) y gram negativas (Escherichia coli), en ensayos in vitro. El abordaje de ésta línea del conocimiento posibilitará evaluar el modo de acción como así también una aplicación potencial de los venenos enteros, ó de algunos de sus componentes, como antimicrobianos (Mazzi et al 2004; Clementino de Lima et al 2005) Materiales y Métodos Venenos Se utilizó un pool de venenos de serpientes adultas de Bothrops alternatus (yarara grande) de la región Nordeste de la Argentina, desecados y conservados a -20ºC hasta el momento de ser utilizados. Cepas Bacterianas Escherichia coli (cepa ATCC 25922) y Staphylococcus aureus (cepa ATCC 25923) se utilizaron como cepas blanco para evaluar la actividad bactericida del veneno de Bothrops alternatus. Para ello se realizaron dos tipos de ensayos: Método de Dilución en placa Se ajustaron las concentraciones bacterianas a 4x106 unidades de formación de colonias (CFU)/ml. 50 µl, conteniendo 4x105 CFU se incubaron por 60 minutos a 37°C con 50 µl de diferentes concentraciones del veneno (10, 5, 2.5 y 1.25mg/ml). Las bacterias viables se cuantificaron en placas con agar soya tripticasa (Müller-Hinton) luego de 24 hs de crecimiento a 37°C. Se realizó un blanco incubando las bacterias con solución fisiológica en lugar de los venenos. (Páramo et al. 1998) Método de McGeachie. Se utilizaron placas de Petri de 9 cm de diámetro, conteniendo agar Müller-Hinton. Se realizaron orificios de 2 mm en el gel utilizando un sacabocados previamente esterilizado. En cada placa los orificios se distribuyeron equidistantemente. La suspensión de cada bacteria, correspondiente al tubo No.1 de la escala de Mac Farland, se distribuyó uniformemente en el medio de cultivo. A seguir, se agregó a cada orificio 10 µl de la dilución correspondiente del veneno (10, 5, 2.5 y 1.25mg/ml). Uno de los orificios se utilizó como control, el cual consistió solamente en solución fisiológica. Después de la distribución de las diluciones de los venenos, las placas se incubaron en estufa a 37 °C durante 24 hs. La lectura se realizó por la mensuración del diámetro del halo de la zona de inhibición, considerando inclusive el diámetro del orificio. (Branson D.) Discusión de Resultados Actividad bactericida sobre Staphylococcus aureus Se aplicó el método de dilución en placa. Se observó una disminución de la viabilidad bacteriana a medida que aumenta la concentración empleada del veneno. (Figura 1). La cuantificación de la inhibición del crecimiento pone en evidencia Resumen: M-099 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 una brusca reducción de la viabilidad bacteriana, con una letalidad de más del 80% a dosis tan bajas de veneno como de 2,5 mg/ml (Figura 2) Actividad bactericida sobre Escherichia coli El método de dilución en placa mostró una reducción en el crecimiento bacteriano a medida que aumenta la concentración del veneno. El desarrollo extendido de las colonias impidió su recuento, por lo que en este caso el efecto bactericida del veneno se evaluó por comparación visual de las áreas de crecimiento (Figura 3) El método de McGeachie, basado en la determinación de la medida del diámetro del halo de la zona de inhibición del crecimiento bacteriano, permitió la cuantificación de la acción bactericida del veneno botrópico sobre esta bacteria gram (-). Se constató una disminución de la medida del halo proporcional al aumento de la concentración del veneno. (Figura 4) El efecto del veneno sobre el crecimiento de las bacterias resultó significativo a partir de una concentración de 1.25 mg/ml. (Figura 5) A B C D Figura 1. Método de dilución en placa. A. Staphilococcus aureus preincubados sin veneno (control). B. Staphilococcus aureus preincubados con 1.25mg/ml de veneno. C. Staphilococcus aureus preincubados con 2.5mg/ml de veneno. D. Staphilococcus aureus preincubados con 5 mg/ml de veneno. % viabilidad bacteriana 25 20 15 10 5 0 1,25 2,5 5 veneno (mg/ml) Figura 2. Actividad Bactericida. Porcentaje de colonias bacterianas viables de Staphilococcus aureus luego de la preincubación con diferentes concentraciones del veneno de Bothrops alternatus. Resumen: M-099 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 A B C D Figura 3. Método de dilución en placa. A. Escherichia coli preincubada sin veneno (control). B. Escherichia coli preincubada con 1.25mg/ml de veneno. C. Escherichia coli preincubada con 2.5mg/ml de veneno. D. Escherichia coli preincubada con 5 mg/ml de veneno. B C A D F E Figura 4. Método de McGeachie-Escherichia coli: A y B 10mg/ml de veneno de B. alternatus. C. 5mg/ml de veneno de B. alternatus. D. 2.5mg/ml de veneno de B. alternatus. E. 1.25 mg/ml de veneno de B. alternatus. F. 0.625 mg/ml de veneno de B. alternatus. Resumen: M-099 Halo de inhibición (mm) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 12 10 8 6 4 2 0 10 5 2,5 1,25 0,625 Veneno (mg/ml) Figura 5. Viabilidad bacteriana. Medida de halos de inhibición de crecimiento de Escherichia coli luego de la incubación con diferentes concentraciones del veneno de Bothrops alternatus. Conclusiones Los ensayos realizados permiten concluir que el veneno de Bothrops alternatus (yarará grande) posee actividad bactericida sobre Staphilococcus aureus (cepa Gram positiva) como así también sobre Escherichia coli (cepa Gram negativa). Bibliografía • Clementino de Lima D., Alvarez Abreu1 P., Cícero Carlos de Freitas, Dilvani Oliveira Santos, Rodrigo Oliveira Borges, Tereza Cristina dos Santos, Lúcio Mendes Cabral,. Rodrigues C R, Helena Carla Castro. “Snake Venom: Any Clue for Antibiotics and CAM?”.2005. eCAM 2005 2(1):39-47; doi:10.1093/ecam/neh063 • Lomonte B., Pizarro-Cerda J., Angulo Y., Gorvel J. P., Moreno E. 1999a. Tyr-Trp-substituted peptide 115-129 of a Lys49 phospholipase A2 expresses enhanced membrane-damaging activities and reproduces its in vivo myotoxic effect.” Biochimica et Biophysica Acta 1461 19-26. • Mazzi MV, Marcussi S, Carlos GB, Stábeli RG, Franco JJ, Ticli FK, Cintra ACO, França SC, Soares AM, Sampaio SV. 2004. A new hemorrhagic metalloprotease from Bothrops jararacussu snake venom: isolation and biochemical characterization. Toxicon 44, 215-223. • Meier J and Stocker K. Effects of snake venoms on hemostasis Crit Rev Toxicol 1991; 21: 171–82 • Páramo L., Lomonte B., Pizarro-Cerda J., Bengoechea J. A., Gorvel J., Moreno E. “Bactericidal activity of Lys49 and Asp49 myotoxic phospholipases A2 from Bothrops asper snake venom. Synthetic Lys49 myotoxin II-(115-129)peptide identifies its bactericidal region” 1998. Eur. J. Biochem. 253, 452-461. • Rodríguez Veridiana M., Marcussi Silvana, Rafael S. Cambraiab, Ana L. de Araújob, Natael R. Malta-Netob, Amélia Hamaguchia, Eloísa A. V. Ferroc, Maria I. Homsi-Brandeburgoa, José R. Gigliod and Andreimar M. Soares. 2004. “Bactericidal and neurotoxic activities of two myotoxic phospholipases A2 from Bothrops neuwiedi pauloensis snake venom” Toxicon, Volume 44, Issue 3 , 1 September 2004, Pages 305-314 • Santamaría Carlos, Silda Larios, Yamileth Angulo, Javier Pizarro-Cerda, Jean-Pierre Gorvel, Edgardo Moreno. Bruno Lomonte. 2004, “Antimicrobial activity of myotoxic phospholipases A2 from crotalid snake venoms and synthetic peptide variants derived from their C-terminal region” Toxicon. Volume 45, Issue 7 , 1 June 2005, Pages 807-815 • Soares A.M., Andrião-Escarso S.H., Angulo Y., Lomonte B., Gutiérrez J.M., Marangoni S., Toyama M.H., Arni R.K. , Giglio J.R., “Structural and functional characterization of a myotoxin I, a Lys49 phospholipase A2 homologue from Bothrops moojeni (caissaca) snake venom”. 2000. Arch. Biochem. Biophys. 373 ,pp. 7–15. • Soares A.M., Mancin A. C., Cecchini A. L., Arantes E. C., França S. C., Gutiérrez J. M., Giglio J.R. “Effects of chemical modifications of crotoxin B, the phospholipase A2 subunit of crotoxin from Crotalus durissus terrificus snake venom, on its enzymatic and pharmacological activities”. 2001. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology Volume 33, Issue 9 , Pages 877-888 • Talan DA, Citron DM, Overturf GD, Singer B, Froman P, Goldstein EJ. Antibacterial activity of crotalid venoms against oral snake flora and other clinical bacteria J Infect Dis 1991; 164: 195–8 • Trabi M, Schirra HJ, Craik DJ. Three-dimensional structure of RTD-1, a cyclic antimicrobial defensin from Rhesus macaque leukocytes Biochemistry 2001; 40: 4211–21 • Vogel CW, Fritzinger DC, Hew BE, Thorne M, Bammert H. Recombinant cobra venom factor Mol Immunol 2004; 41: 191–9