Microbiología
Diferenciación por espectroscopia +HRMN de Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus y Streptococcus agalactiae en cultivo
Introducción
La espectroscopía por Resonancia Magnética Nuclear protónica (+RMN)
de alta resolución se ha convertido en una de las herramientas analíticas más
importantes para obtener información sobre diversos líquidos biológicos y
extractos de tejidos. Puede
proveer información sobre un amplio rango de metabolitos en células viables, con
lo cual demuestra ser una técnica no invasiva.
Esta característica facilita su aplicación biológica en diferentes
estudios sobre aspectos de la bioquímica celular en los organismos vivos (1). Afortunadamente,
por los avances registrados en la generación de los campos magnéticos de los
espectrómetros más recientes se ha aumentado su sensibilidad, esto ha permitido
mayor aplicación de la +RMN en el campo de la Microbiología (2). Más recientemente ha sido usada para
múltiples análisis como en la descripción de interacciones estructurales que
ocurren en la formación de complejos proteína-proteína en una célula bacterial (3),
determinación de estructuras de proteínas en células vivas (4),
entre otros usos.
Los núcleos de 31P (5), 13C
(6) y 15N (7)
han sido usados frecuentemente en +NMR para entender procesos
metabólicos y fisiológicos incluyendo fenómenos de transporte en diferentes sistemas. Otro núcleo activo y muy utilizado es el
protón (1H). Este núcleo posee dos propiedades muy útiles:
i.- es abundante en la naturaleza
(98-99%) y (ii).- está presente en
casi todas las moléculas biológicas que contienen carbono. EL 1H
tiene alta sensibilidad +NMR debido a que tiene la más alta
proporción giromagnética de todos los núcleos estables. Sin embargo, tiene la desventaja de tener un
rango espectral relativamente pequeño y una aplastante señal de agua en el
espectro (8).
Klebsiella
pneumoniae, Staphylococcus aureus y Streptococcus agalactiae, son patógenos
bacterianos aislados frecuentemente en muestras clínicas. K.
pneumoniae, es un bacilo Gram-negativo miembro de la familia Enterobacteriaceae. Está distribuido ampliamente en el medio
ambiente, algunas cepas pueden causar infecciones en humanos las cuales van desde
la colonización asintomática del intestino, tracto urinario y tracto
respiratorio hasta cuadros fatales de neumonía (9), septicemia (10)
y meningitis (11).
Staphylococcus
aureus es un coco Gram-positivo miembro de la familia Micrococcaceae, está bien documentado como patógeno oportunista y como
patógeno nosocomial. Es causa importante
de morbilidad y mortalidad en seres humanos (12,13,14).
Streptococcus
agalactiae, es un coco β-hemolítico,
miembro de la familia Streptococcaceae,
es causa importante de infecciones serias tanto en neonatos como en adultos (15,16,17,18).
Tanto las bacterias Gram-positivas
como las Gram-negativas poseen moléculas estructurales y no estructurales que
pueden generar intensidades espectrales detectables por RMN. El peptidoglicano componente común en la pared
de ambos grupos bacterianos, forma en las bacterias Gram-negativas una capa
delgada (5 a 10 nm). Esta característica
tal vez le permite movimiento significativo libre y generar intensidades espectrales
detectables por RMN (19). En
las bacterias Gram-positivas, debido a que este compuesto está unido
covalentemente a otros biopolímeros como ácidos teicoicos, polisacáridos y
lipoglicopéptidos, la pared celular que forma, es relativamente gruesa (20 a 80 nm), con movimiento
restringido y baja intensidad espectral (20). Los fosfolípidos, compuestos que se encuentran
en la red basal en la membrana citoplasmática en ambos grupos bacterianos
también pueden generar intensidades detectables. Varios tipos de ellos pueden contribuir con la
patogenicidad de la bacteria (21).
Con estas consideraciones se planteó analizar por
espectroscopia +HRMN tres especies bacterianas en cultivos líquidos:
Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus y Streptococcus agalactiae provenientes de
pacientes con diferentes patologías infecciosas.
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