NaHCO3 como inhibidor de crecimiento bacteriano y potenciador de antibióticos: análisis transcripcional del mecanismo de acción

En este trabajo se investigó el mecanismo por el cual el NaHCO3 inhibe el crecimiento bacteriano, para tratar de entender cómo es que la molécula es capaz de potenciar la actividad de algunos antibióticos. Para el estudio se utilizó a Escherichia coli enteropatógena E2348/69 como bacteria modelo. A este trabajo antecede el hallazgo por nuestro grupo de que el NaHCO3 es capaz de potenciar in vitro el efecto de kanamicina y gentamicina y la demostración de que dicha potenciación no se debía simplemente a que el NaHCO3 causa un incremento en el pH del medio de cultivo. Importantemente, a ciertas concentraciones el NaHCO3 es por sí mismo un inhibidor del crecimiento de E. coli y otras bacterias. Entonces, la potenciación podría definirse como un efecto sinérgico en el cual el NaHCO3 y el antibiótico incrementan recíprocamente su capacidad de inhibir el crecimiento. En este proyecto se revelaron vías moleculares que fueron estimuladas o inhibidas por el NaHCO3, ello permitió proponer la participación de un metabolito secretado (indol) y la inducción de una respuesta bacteriana (avidez de fierro), como posibles componentes del mecanismo de acción. Además de ayudar a comprender el modo de acción del NaHCO3, los resultados proveen una base científica que ayuda a validar su efecto, lo cual es esencial para su eventual uso en la clínica.

Abstract In this work, we investigated the mechanism by which NaHCO3 inhibits bacterial growth, to try and understand how the molecule is able to increase the activity of some antibiotics. For the study, the enteropathogenic Escherichia coli E2348/69 was used as the model bacterium. This work is preceded by our findings that NaHCO3 can potentiate the in vitro effect of kanamycin and gentamicin, and the demonstration that said potentiation was not just due to that NaHCO3 raises the pH of the culture medium. Importantly, at some concentrations, NaHCO3 by itself is an inhibitor of the growth of E. coli and other bacteria. Thus, potentiation could be defined as a synergistic effect in which NaHCO3 and the antibiotic both increase their ability to inhibit growth. In this project, molecular routes that were stimulated or inhibited by NaHCO3 were revealed. This allows us to propose that a secreted metabolite (indole) and the induction of a bacterial response (avidity for iron), are possible constituents of the action mechanism. Besides helping understand the mode of action of Na- HCO3, results in this work provide a scientific basis that helps validate its effect, which is essential for its eventual use in the clinic.