Visualización por microscopía electrónica de la interacción entre nanopartículas de plata conjugadas con el aptámero F23 y pseudomonas aeruginosa

Abstract

Pseudomonas aeruginosa resistente a carbapenémicos es un patógeno bacteriano prioritario en el problema global de la resistencia antimicrobiana (AMR). En las personas con fibrosis quística, la infección pulmonar causada por P. aeruginosa se ha asociado con una mortalidad alta y una baja esperanza de vida, debido a la selección de variantes raras que complican el diagnóstico oportuno, y con alta AMR que perjudican la efectividad de los tratamientos disponibles. Las nanopartículas de plata (AgNPs) han demostrado una alta actividad antimicrobiana contra diferentes patógenos bacterianos, mientras que el aptámero F23 ha demostrado reconocer con alta afinidad y especificidad a P. aeruginosa, además de mantener su reconocimiento tras su acoplamiento con AgNPs. Sin embargo, es importante evaluar otras configuraciones de conjugación para seleccionar aquella con mayor reconocimiento por P. aeruginosa. Objetivo. Desarrollar complejos constituidos por AgNPs y el aptámero F23 y visualizar por microscopía electrónica su interacción con P. aeruginosa. Métodos. Tres configuraciones tioladas del aptámero F23 fueron conjugadas con AgNPs mediante quimiosorción. La formación de conjugados (F23-C6-AgNPs, AgNPs-C6 F23 y F23-C2- AgNPs) se determinó por el incremento de la distancia de migración electroforética y el desplazamiento del pico máximo de absorción. El reconocimiento selectivo de los conjugados se evaluó en 3 cepas de referencia de P. aeruginosa y 3 cepas no-P. aeruginosa (Pseudomonas alcaligenes, Burkholderia cepacia, Stenotrophomonas maltophilia), mediante la detección del pico máximo de absorción de cada conjugado en los sobrenadantes de caldos de cultivo incubados con ellos, cuya absorbancia es directamente proporcional al reconocimiento del conjugado por cada bacteria. La visualización de los efectos antimicrobianos de los conjugados se evaluó por microscopía electrónica de transmisión en una cepa de referencia de P. aeruginosa, una cepa de P. aeruginosa resistente a carbapenémicos y S. maltophilia. Resultados. Se obtuvieron los conjugados F23-C6-AgNPs, AgNPs-C6-F23 y F23-C2-AgNPs, corroborado por el desplazamiento de su pico máximo de absorción de una densidad óptica de 396 nm (OD396) para AgNPs no acopladas, a OD402, OD403 y OD405, respectivamente, así como por el incremento evidente en su distancia de migración electroforética. El complejo F23-C2-AgNPs logró reconocer P. aeruginosa entre especies filogenéticamente cercanas (p<0.01) y demostró un daño ultraestructural en una cepa de referencia de P. aeruginosa y en una cepa de P. aeruginosa resistente a carbapenémicos, que no se observó en S. maltophilia. Estos hallazgos respaldan la factibilidad de desarrollar sistemas nanoestructurados selectivos como alternativas terapéuticas contra P. aeruginosa.