Péptidos antibiofilm
Xylella fastidiosa es una bacteria gramnegativa que habita el xilema de las plantas, causa importantes enfermedades en las plantas y representa una gran amenaza para la agricultura en todo el mundo. La creciente propagación de X. fastidiosa puede estar relacionada con muchos factores, como las condiciones climáticas óptimas para su crecimiento, su fácil propagación a través de insectos vectores y la gran cantidad de hospederos que puede infectar.
Dado que X. fastidiosa habita los vasos del xilema en las plantas hospederas, la formación de biopelículas es el principal mecanismo patogénico.
Una vez que un insecto vector inocula X. fastidiosa en los vasos del xilema del hospedero, las células permanecen en una etapa planctónica y luego se unen a la superficie de los vasos. A continuación, las células forman una biopelícula. Posteriormente, la biopelícula bloquea el flujo del xilema privando a las plantas de agua y nutrición. Las células pueden desprenderse del biofilm y ser adquiridas por vectores cuando éstos se alimentan del xilema de plantas infectadas, con lo cual el patógeno propaga a X. fastidiosa hacia plantas sanas.
Hasta ahora, las estrategias para combatir este patógeno incluyen prácticas agrícolas como la aplicación de insecticidas para el control de la población de vectores y la erradicación de plantas infectadas. Otras estrategias que se han estudiado incluyen el uso de fagos. Aunque los resultados obtenidos en la mayoría de estos ensayos fueron positivos, ninguna estrategia pudo curar completamente la planta.
Otra estrategia podría incluir el uso de péptidos antimicrobianos con actividad contra X. fastidiosa, varios de estos péptidos ya han sido reportados. Sin embargo, a pesar de que el biofilm es el principal factor de virulencia de X. fastidiosa, no se han reportado péptidos capaces de inhibir su formación. En este sentido, Moll y colaboradores se propusieron identificar péptidos capaces de controlar la biopelícula formada por X. fastidiosa.
Los autores utilizaron péptidos previamente reportados contra X. fastidiosa y péptidos reportados con actividad antibiofilm en otras Gram-negativas. Así mismo la estructura de estos péptidos fue utilizada para diseñar 11 nuevos péptidos con modificaciones que se ha reportado aumentan la actividad antimicrobiana de los péptidos.
Un total de 31 péptidos fueron probados en microplaca para medir la cantidad de biofilm formado, la cantidad de células planctónicas y la cantidad de células desprendidas del biofilm. Los péptidos más interesantes fueron cecropina B (1036) magainina 2 (RIJK2) que mostraron una reducción en la cantidad de biofilm, de células vivas y un aumento en células desprendidas del biofilm. Los autores también probaron que estos resultados son dependientes de dosis.
Los autores también probaron la toxicidad de estos péptidos contra plantas de tabaco comparando el daño causado en la hoja contra el daño provocado por melitina, en donde determinó que los péptidos causaron un daño en un rango de 0 a 11 mm, mientras que el daño por melitina fue de 14.7 mm.
A través de un PCA clasificaron los péptidos probados en cuatro grupos según su perfil de actividad biológica. Un grupo interesante, compuesto por 1036 y RIJK2, demostró alta actividad bactericida, antibiofilm y toxicidad moderada.
Finalmente los autores discuten que también deben tenerse en cuenta los péptidos con actividad únicamente antibiofilm ya que pueden eliminar los síntomas provocados por la obstrucción del xilema. Sin embargo, esto podría causar un aumento de células planctónicas disponibles para la transmisión de vectores.
Referencia
Moll, L., Badosa, E., Planas, M., Feliu, L., Montesinos, E., & Bonaterra, A. (2021). Antimicrobial Peptides With Antibiofilm Activity Against Xylella fastidiosa. Frontiers in Microbiology, 3243.
