Aspirina liberadora de óxido nítrico (NCX-4040) disminuye la resistencia de las biopelículas de Candida albicans a la acción de fluconazol : rol de la inhibición de la síntesis de PGE2 y la liberación de óxido nítrico

Abstract

En los últimos años se ha evidenciado un aumento significativo en la resistencia de microorganismos a antifúngicos. La organización mundial de la salud (OMS) señala que las infecciones por patógenos oportunistas han aumentado dramáticamente debido por ejemplo, al uso indiscriminado de antibióticos de amplio espectro. El aumento en la resistencia conlleva a una falla terapéutica, ocasionando un aumento en la tasa de mortalidad. El hongo Candida albicans es uno de los patógenos oportunistas más comunes, el cual es capaz de generar infecciones sistémicas en paciente inmunosuprimidos, causando la muerte. Este hongo tiene la capacidad de formar biopelículas, que corresponde a un mecanismo de resistencia importante, conllevando a fallas terapéuticas. Una de las patologías que se ve afectada por esta falla terapéutica es la estomatitis protésica, que es una inflamación crónica de la mucosa oral y es tratado con fluconazol. Candida albicans es la causa principal de esta enfermedad y ha demostrado ser resistente a fluconazol. Debido a esta razón, es importante la búsqueda de nuevas terapias coadyuvantes a los tratamientos convencionales. El desarrollo de nuevas moléculas antifúngicas es escaso, por lo que una buena estrategia es combinar fármacos no antimicrobianos con mecanismo conocidos que ayuden a potenciar el efecto de antifúngicos ya existentes. Se ha descrito que antiinflamatorios no esteroidales (AINEs) inhiben la formación de biopeliculas, actividad relacionada con la inhibición de la síntesis de PGE2, mediador que corresponde a uno de los mecanismos de defensa de C. albicans. Entre diversos AINEs estudiados como agentes anti-biopelículas, aspirina destacó por poseer el mayor efecto. Otra molécula de interés como agente antimicrobiano, es el óxido nítrico (NO), que ha demostrado tener efecto sobre biopelículas de C. albicans. Un estudio previo en el laboratorio de Farmacología de la Facultad de Odontología, describió el efecto anti-biopelícula de la aspirina liberadora de óxido nítrico (NOASA), afectando la morfogénesis y el proceso de adhesión C. albicans y la susceptibilidad de las biopelículas. Sin embargo, el posible mecanismo de acción de la NO-ASA sobre las biopelículas no ha sido descrito. Es por esto, que en esta investigación se estudiaron los posibles mecanismos anti-biopelícula que tendría la NO-ASA. En este trabajo se determinó si NO-ASA sensibiliza las biopelículas de Candida albicans a la acción de fluconazol mediante dos mecanismos; la inhibición de PGE2 o la acción del óxido nítrico. Para este efecto, se evaluó la morfología de las biopelículas, la viabilidad celular en presencia de NO-ASA y fluconazol, la acción de NO-ASA sobre la expresión de dos genes involucrados en la formación de biopeliculas HWP1 y FSK1, la inhibición de PGE2 y el rol del óxido nítrico. Los resultados muestran que NO-ASA inhibió la formación de biopelículas de C. albicans y potenció el efecto de fluconazol. Además, inhibió la expresión de ambos genes en casi 10.000 veces con respecto al control sin fármaco, y el óxido nítrico efectivamente demostró tener un rol importante en la inhibición de la formación de la biopelícula. Estos resultados son prometedores y nuevos estudios están en progreso para confirmar su posible uso en este tipo de patologías.

In recent years there has been a significant increase in the resistance of microorganisms to antifungals. The World Health Organization (WHO) points out that infections elicited by fungal opportunistic pathogens have increased dramatically, in part by the indiscriminate use of broad spectrum antibiotics. The increase in resistance leads to a therapeutic failure, causing an increase in the mortality rate. The fungus Candida albicans is one of the most common opportunistic pathogens, which is capable of generating systemic infections in immunosuppressed patients, causing death. This fungus has the capacity to form biofilms, which corresponds to an important resistance mechanism, leading to therapeutic failures. One of the pathologies affected by this therapeutic failure is denture stomatitis, which is a chronic inflammation of the oral mucosa and in immunocompromised patients is generally treated with fluconazole. Candida albicans biofilms are the main cause of this disease and have shown high resistance to fluconazole. Due to this reason, the search for new adjuvant therapies to conventional treatments is important. The development of new antifungal molecules is scarce, so a good strategy is to combine non-antimicrobial drugs with known mechanisms that help to potentiate the effect of existing antifungals. It has been described that non-steroidal antiinflammatory drugs (NSAIDs) inhibit the formation of biofilms, activity related to the inhibition of PGE2, a mediator that corresponds to one of the defense mechanisms of C. albicans. A recent study shows that among NSAIDs, aspirin possess a greater antibiofilm effect. Another molecule of interest as an antimicrobial agent is nitric oxide (NO), which has shown to have an antibiofilm effect against C. albicans. A previous study from our group described the antibiofilm effect of nitric oxidereleasing aspirin (NO-ASA), which affected the morphogenesis, adhesion and viability of C. albicans biofilms, but mechanisms were not detailed. This is why this study investigated the possible antibiofilm mechanisms that NO-ASA would have. In this work it was determined if NO-ASA sensitizes the biofilms of Candida albicans to the action of fluconazole, by means of two mechanisms; the inhibition of PGE2 or the action of nitric oxide. For this purpose, we first assessed the morphology and cell viability of biofilm. Also, we evaluated the expression of two genes involved in the formation of biofilms (HWP1 and FSK1), and the role of both inhibition of PGE2 and nitric oxide release. NO-ASA inhibited the biofilms of C. albicans and potentiated the effect of fluconazole and inhibited the expression of both genes by almost 10,000 times over the control without drug. Furthermore, in presence of a NO scavenger, NO-ASA antibiofilm effect decrease, showing that at least in part, nitric oxide release have an important role in the inhibition of biofilm formation. These results are promising and new studies are in progress to confirm their possible use in this type of pathologies.