Investigaciones recientes sobre endotoxinas bacterianas

Las endotoxinas bacterianas son los pirógenos más frecuentes encontrados en productos farmacéuticos. Estas sustancias se encuentran formando parte de la membrana exterior de las bacterias Gram negativas y al producirse la lisis celular en las bacterias se liberan al medio donde estas se encuentren. En los mamíferos las endotoxinas bacterianas, que son moléculas de lipopolisacáridos, causan diversos padecimientos que pueden llevar a complicaciones tan graves como un shock séptico. Por esta razón es importante contar con procedimientos fiables para la detección de endotoxinas bacterianas tanto en la industria como en laboratorios de investigación.

Wako cuenta con materiales y reactivos para llevar a cabo la determinación de endotoxinas bacterianas a través del método de LAL (Lisado de amebocitos de Limulus). Todos estos productos se comercializan mediante la marca PYROSTAR™ e incluyen kits de cuantificación de endotoxinas por métodos colorimétricos y turbidimétricos, un equipo para la lectura de los parámetros estudiados por el método de LAL llamado Toxinometer® ET-6000 y materiales libres de endotoxinas necesarios para llevar a cabo los experimentos.

A continuación comentaremos algunos estudios realizados recientemente en el campo de las endotoxinas bacterianas. Estos trabajos contribuyen a ampliar el conocimiento de este tipo de estructuras, contribuyendo a perfeccionar su forma de detección y comprender los mecanismos por los que se producen sus efectos tóxicos.

En el artículo titulado "The “genomic storm” induced by bacterial endotoxin is calmed by a nuclear transport modifier that attenuates localized and systemic inflammation”, los autores analizan el efecto causado por los factores de transcripción que actúan como transportadores nucleares de respuesta al estrés causado por la tormenta que genera la presencia de los lipopolisacáridos en modelos murinos. Específicamente el estudio se centra en los daños localizados que causan las endotoxinas bacterianas como pueden ser los daños agudos provocados en los pulmones y los sistémicos, como es el shock endotóxico letal. En el análisis llevado a cabo se comprobó que efectivamente el contacto con lipopolisacáridos afecta a todos los genes que están regulados por un grupo de factores de transcripción que se encargan de enviar las señales proinflamatorias al núcleo. Este perfil de respuesta en ratones se observó que es muy similar al observado en humanos, por la presencia de endotoxinas. La importancia de este estudio radica en el alto porcentaje de pacientes inmunocomprometidos en los que se ha detectado infecciones causadas por bacterias Gram negativas y que mueren en un alto porcentaje debido a schoks sépticos, pues los autores concluyen que un tratamiento con un supresor de la producción de quimioquinas y citoquinas proinflamatorias, sería efectivo para controlar esta tormenta causada por la respuesta a lipopolisacáridos. Se plantea como una necesidad actual que la FDA apruebe algún fármaco para ser usado en el tratamiento de pacientes ventilados que se encuentran en una situación inmuno-comprometida, pues es muy frecuente el daño en los pulmones causadas por endotoxinas de origen bacteriano.

En otro trabajo publicado hace poco tiempo se estudia la relación que existe entre el consumo de alcohol y el aumento de la concentración de endotoxinas en el suero sanguíneo. Específicamente la investigación se centra en la relación entre el consumo de alcohol y la respuesta de las proteínas encargadas de mediar el estrés celular. El consumo de alcohol impide que los mecanismos de defensa del organismo actúen de manera eficiente, provocando una mayor susceptibilidad a las infecciones. Los autores concluyen que la cantidad y forma del consumo de alcohol influyen en la respuesta inmune del organismo, regulando la actividad de proteínas mediadoras de la respuesta proinflamatoria del organismo ante una infección, como es el caso de las infecciones por endotoxinas bacterianas. Se comprobó que una sola dosis de alcohol en individuos sanos aumenta el nivel de endotoxinas en suero sanguíneo. Este incremento de lipopolisacáridos en el suero, aunque pequeño, puede activar una cascada de reacciones conducentes a una respuesta inflamatoria del organismo. En individuos que padecen alguna patología que hace que su sistema inmune se encuentre suprimido el consumo de alcohol, con el aumento de endotoxinas en sangre que este supone, puede tener peores efectos en la salud en general.

LÉASE TAMBIÉN: Determinación de endotoxinas en plasma sanguíneo mediante el método de LAL

Un estudio muy interesante en el tema de las endotoxinas bacterianas es el llevado a cabo por Jay Bolden y colaboradores, que demuestra que las endotoxinas bacterianas sí pueden ser detectadas mediante el método de lisado de amebocitos de Limulus con gran fiabilidad, incluso en productos farmacéuticos en los que se ha pensado que existía algún mecanismo de enmascaramiento. En este trabajo se llevó a cabo la determinación de endotoxinas bacterianas en fármacos de origen biológico que contenían citrato, histidina, fosfato y buffer de acetato de sodio en su formulación, que son algunas de las sustancias que se ha pensado que pueden enmascarar la presencia de lipopolisacáridos, y el test de LAL ha dado resultados positivos incluso para períodos de almacenaje de hasta 6 meses.

Bibliografía:

1. DiGiandomenico, A., et al., PLoS ONE 9(10), 2014.
2. Muralidharan S, Ambade A, Fulham MA, Deshpande J, Catalano D, Mandrekar P., J Immunol., 15, 193(4), 1975-87, 2014.
3. Bolden, J.S., et al., PDA J Pharm Sci Technol, 68, 472-477, 2014.

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