Publique un comentario La leptospirosis es una zoonosis con potencial epidémico y de difícil diagnóstico que requiere un manejo integral para orientar las medidas de prevención y control; sin embargo, una de las dificultades es la existencia de más de 300 serovares, la supervivencia de la bacteria en el ambiente por más de 180 días y la importancia del agua como vehículo de transmisión. Esto asociado con los efectos adversos de los antibióticos y su efecto sobre la multirresistencia generada por la mayoría de las bacterias, hace que se evalúen nuevas alternativas a partir de la biodiversidad. Por lo tanto, el objetivo de este artículo es abordar la leptospirosis y su diagnóstico enfatizando en el control convencional de la infección y las alternativas de tratamiento a partir del uso de plantas medicinales. Para esto se realizó una revisión exhaustiva de artículos en bases de datos. La información encontrada permitió establecer los aspectos relevantes de la enfermedad, su diagnóstico y tratamiento, tanto con antimicrobianos convencionales como frente a nuevas alternativas de origen natural. Se concluye que es importante realizar investigaciones orientadas hacia la búsqueda de principios activos que puedan contribuir al control de Leptospira spp., agente causal de la leptospirosis, una de las zoonosis más importantes por su impacto en salud humana, veterinaria y del ecosistema.
Leptospirosis is a potentially epidemic zoonosis of difficult diagnosis which requires comprehensive management to indicate appropriate prevention and control measures. However, some of the difficulties are the existence of more than 300 serovars, survival of the bacteria in the environment for more than 180 days, and the role of water as a route of transmission. The above situation, alongside the adverse effects of antibiotics and their effect on the multi-drug resistance developed by most bacteria, lead to the search for new alternatives based on biodiversity. The purpose of the study was therefore to address leptospirosis and its diagnosis highlighting conventional control of the infection as well as treatment options based on the use of medicinal plants. To achieve this end, an exhaustive review was conducted of papers included in databases. The information obtained made it possible to determine the relevant aspects of the disease, its diagnosis and its treatment with conventional antimicrobials as well as new alternatives of a natural origin. Conclusions point to the importance of conducting research aimed at the search for active principles potentially contributing to control of Leptospira spp., the causative agent of leptospirosis, one of the most relevant zoonoses in terms of its impact on the health of humans, animals and the ecosystem.
- leptospirosis;
- antimicrobianos naturales;
- susceptibilidad.
- leptospirosis;
- natural antimicrobials;
- susceptibility.
Introducción
La leptospirosis es la zoonosis más extendida en el mundo y se considera como emergente, los brotes ocurren normalmente durante la época de lluvia en zonas tropicales que son altamente inundables.1,2,3 Se ha informado una alta seroprevalencia en poblaciones con actividades agrícolas, ganaderas y veterinarias en las zonas rurales;4 también, en grupos de riesgo como personal militar, mineros y trabajadores que eliminan aguas residuales y desechos.5,6
Las manifestaciones clínicas van desde asintomáticas hasta infecciones severas y potencialmente mortales, que implican complicaciones renales, hepáticas y/o respiratorias.7 La presentación clínica de la enfermedad es bifásica, cuenta con una fase aguda de aproximadamente una semana, seguida de una fase inmune caracterizada por una producción de anticuerpos única y la excreción de leptospiras en la orina.3,8 La leptospirosis se asocia con varios síntomas clínicos como el inicio repentino de enfermedad febril, escalofríos, dolor de cabeza, mialgia, dolor abdominal y afectación conjuntival.9 Sin embargo, esta sintomatología es similar a la observada en: dengue, influenza, brucelosis, borreliosis, mononucleosis, malaria, fiebre tifoidea, fiebre amarilla, rickettsiosis meningitis, neumonía, hepatitis, nefritis, pancreatitis y eritema.3,10,11 Entre los síntomas principales, severos y fatales de la leptospirosis se encuentra insuficiencia renal (20 %) e ictericia (60 %),12 donde este último juega un papel importante en la tasa de mortalidad que oscila entre 3 % al 70 %.8
Las estrategias de control para la leptospirosis se dirigen generalmente a cualquiera de los tres puntos nodales en el ciclo de transmisión de la enfermedad, es decir, los animales portadores, el ambiente o los seres humanos. En los países en desarrollo las estrategias tradicionales dirigidas a los roedores, los huéspedes del reservorio, los animales de granja, de compañía y el ambiente no son realizadas de manera frecuente. Adicionalmente, en muchos lugares de trabajo no se utilizan completamente las medidas de control como el uso de equipo de protección, debido a la falta de aceptación de la comunidad o por los costos económicos.13 Por lo tanto, este tipo de enfermedades bacterianas suelen ser abordadas mediante la prevención de brotes o por el tratamiento de la enfermedad con medicamentos o productos químicos14,15 penicilina G, doxiciclina, cefotaxima, ceftriaxona, azitromicina, eritromicina, amoxicilina y ampicilina2,16 y para animales se utiliza la clortetraciclina, sulfato de neomicina y la oxitetraciclina.17 La susceptibilidad antimicrobiana de cepas de Leptospira aisladas de humanos y animales productores de alimentos, de diversos orígenes geográficos no ha cambiado sustancialmente en los últimos años, frente a los antibióticos comúnmente utilizados para tratar esta enfermedad infecciosa, como la penicilina, amoxicilina, clavulanato, cefalexina, ceftriaxona, doxiciclina, tetraciclina, estreptomicina, enrofloxacina y espectinomicina, tetraciclina y doxiciclina, como se demuestra en el estudio de Liegeon y colaboradores, el cual utilizó 35 cepas de Leptospira borgpetersenii, Leptospira broomii, Leptospira interrogans, Leptospira kirschneri, Leptospira noguchii y Leptospira santarosai, aisladas entre 1936 y 2016.18 La efectividad de estos antibióticos frente a las leptospiras ha sido demostrada por los cambios estructurales relacionados con irregularidades en el enrollamiento, cambios en los ganchos, perdida de la membrana externa, formación de vesículas de membrana y lisis completa de las células.19
El tratamiento de la leptospirosis es un problema emergente para la salud pública, debido a que tiene como inconvenientes: su alto costo, su tratamiento es casi siempre empírico debido a la falta de métodos diagnósticos rápidos y precisos1 para instaurar el tratamiento indicado y evitar la generación de resistencia de las leptospiras frente a los antibióticos disponibles.3,10 La situación actual enfatiza en la necesidad de desarrollar nuevas alternativas de control, entre los que se encuentra fármacos antileptospirales naturales. De esta manera, el objetivo de este artículo es abordar la leptospirosis y su diagnóstico enfatizando en el control convencional de la infección y las alternativas de tratamiento a partir del uso de plantas medicinales.
Métodos
Se realizó una búsqueda bibliográfica exhaustiva en bases de datos como Scopus, Science Direct, Pubmed y SciELO utilizando una ventana de tiempo de 10 años y mediante la estructuración de varias ecuaciones de búsqueda, que incluyeron palabras como antileptospiral, plantas, Leptospira, extractos, antimicrobianos, diagnóstico, prevención, control y tratamiento. Se identificaron artículos principalmente de investigación original que se seleccionaron para lectura y análisis de la información que se organizó en tres campos para el desarrollo del artículo: importancia de la leptospirosis, diagnóstico, tratamiento y nuevas alternativas de control de la zoonosis.
Leptospirosis
Leptospirosis es causada por espiroquetas del género Leptospira, que tiene una extensión de 6-20 μm y un diámetro de 0,1 μm,18 son muy delgadas, bien enrolladas, que se caracterizan por una motilidad muy activa, tanto en rotación como en flexión. Por lo general, uno o ambos extremos de la bacteria están doblados o enganchados. La clasificación de este género en serovares (taxón básico) se hace sobre la base de la heterogeneidad estructural del antígeno O del lipopolisacárido (LPS); sin embargo, este proceso ha sido confuso y complicado, teniendo en cuenta la alta diversidad18,19 antigénica y genética.8 En la actualidad se informan más de 300 serovares y 66 especies diferentes.19,20,21 En este género se incluye especies patógenas como Leptospira interrogans y especies no patógenas como Leptospira biflexa.2
Las especies patógenas pueden infectar humanos y animales;2 entre los que se encuentra, ovejas, cabras, perros, cerdos, caballos, pez cebra, cerdos, mapaches, roedores, equinos y búfalos, entre otros.10,11,18 Estas bacterias pueden entrar a través de la piel o membrana mucosa, especialmente si la piel tiene cortes o rasguños, al ingerir agua contaminada o sufrir salpicaduras de agua contaminada en la nariz o los ojos.22 Se ha determinado que el período de incubación es de 3 a 7 días y que las bacterias aparecen en la sangre durante los primeros 7-10 días después de la infección por contacto directo de orina infectada o por contacto indirecto con suelo o agua contaminada con orina de roedores o animales infectados.2,10,18,23
Epidemiológicamente se involucran reservorios o huéspedes de mantenimiento; en ellos la enfermedad es mantenida en la especie animal y su diseminación es principalmente por contacto directo, es subclínica, crónica con excreción prolongada de la bacteria (algunas veces dura toda la vida), frente a la cual el huésped genera una inmunidad no protectora. 24) La infección en huéspedes incidentales es más severa, con signos clínicos, fuerte respuesta inmune que es protectora contra nuevas exposiciones y con periodos cortos de leptospiruria.15
La importancia de esta enfermedad radica en que se informan más de 5.000.000 casos de leptospirosis grave, con tasas de letalidad superior al 10 o 20% cada año y se estima que la morbilidad anual de la leptospirosis es mayor en los países en desarrollo de Asia meridional y el Sudeste Asiático.10 La prevención de la infección mediante el control de los factores ambientales es difícil debido a que Leptospira puede sobrevivir al aire libre bajo condiciones favorables y tiene considerables repercusiones socioeconómicas en los países en desarrollo, en especial en el sector agropecuario.18 Adicionalmente, un tratamiento inadecuado de la enfermedad febril aguda conduce a disfunción hepatorenal y trastornos hemorrágicos que llevan a que esta infección sea importante en salud humana y veterinaria. 10,11,12,13,14,15,22,25)
Diagnóstico
Leptospirosis puede ser diagnosticada mediante ELISA, prueba de aglutinación microscópica (MAT), prueba serológica, microscopía de campo oscuro (DFM) y reacción en cadena de la polimerasa (PCR).23 Las técnicas más empleadas para el diagnóstico de leptospirosis son las pruebas serológicas, especialmente la prueba MAT; sin embargo, esta prueba es dispendiosa, necesita una colección de cepas para ser utilizadas como antígenos. Además, la interpretación de los resultados es complicada por las frecuentes reacciones cruzadas entre los serogrupos y por la determinación del punto de corte que depende de la endemicidad de la región para lo cual no existen criterios unificados, su sensibilidad varía entre 40 % y 89%, y su especificidad entre 86 % y 98 %, la cual depende del panel de serovares utilizados.26 Se ha buscado ampliar la eficacia de la prueba MAT a partir de la inclusión de serogrupos aislados en las regiones con el fin de ampliar el panel diagnóstico para la MAT.27 En un estudio realizado en Brasil en 314 bovinos, utilizando en la prueba MAT un panel de 21 cepas de referencia y 12 cepas locales, se estableció una seroreactividad con cepas locales de 65 % frente a 55 % con las cepas de referencia e igualmente se informó que para el primer caso el serogrupo más prevalente fue Grippotyphosa mientras que con las cepas de referencia la mayor prevalencia la obtuvo Sejroe.28 Estos resultados han llevado a establecer la importancia de los aislamientos a nivel regional pues se han informado problemas de correspondencia entre los resultados serológicos y bacteriológicos.27
El cultivo microbiológico confirma la presencia de la bacteria; sin embargo, se requiere una incubación de 4 a 6 semanas, presentando un bajo rendimiento y poca utilidad como prueba diagnóstica debido a que después de ese tiempo el paciente ya se encuentra en la fase aguda y convaleciente, llevando a que terapia inicial de la leptospirosis sea en muchas ocasiones empírica y no basada en un amplio diagnóstico diferencial con otras enfermedades febriles.15
Las pruebas moleculares como herramienta diagnóstica de leptospirosis presentan una alta especificidad29 y tienen la ventaja de llevar a una identificación del agente de manera definitiva, sensible y específica en muestras de fluidos, incluso antes de que los anticuerpos sean detectables por las pruebas serológicas convencionales; sin embargo, una limitante es la incapacidad para identificar el serovar infectante, que no es significativo para el manejo del paciente individual pero si tiene un valor epidemiológico y en salud pública.30,31
Los estudios epidemiológicos de las cepas de Leptospira a nivel molecular también han demostrado que hay diferencias con la serotipificación, de igual forma el análisis de los test de susceptibilidad antimicrobiana también han encontrado diferencias en los serogrupos,27 por lo cual se ha propuesto que los genes de resistencia ayuden a la tipificación de estas bacterias, debido a que la susceptibilidad antimicrobiana está directamente relacionada con el ambiente del huésped y la localización geográfica, principalmente debido a las discrepancias en el uso de los antimicrobianos en el mundo.
Tratamiento y control
La vacunación y la quimioprofilaxis son dos de las principales medidas de control para la leptospirosis; se han desarrollado vacunas para L. interrogans serovares como Hardjo, Pomona, Canicola, Grippotyphosa e Icterohaemorrhagiae; sin embargo, están asociadas con desventajas como protección subóptima, requerimiento de dosis de refuerzo, insuficiencia contra el gran número de serovares circulantes y efectos secundarios. Adicionalmente, las vacunas tienen una disponibilidad limitada para ciertas áreas geográficas y cuenta con pocas licencias en países desarrollados.18
La leptospirosis por lo general responde al tratamiento con los antibióticos, siempre y cuando se administren en dosis suficientes antes de la infección aguda. Los tratamientos más empleados son los realizados con la penicilina de benzilo, la cual se debe administrar por vía intravenosa hasta por 7 días en una dosis diaria de 6-8 mega unidades (3,6-4,8 g), pero puede causar una exacerbación temporal de los síntomas. La tetraciclina se debe administrar si no hay evidencia de insuficiencia renal 18) y la doxiciclina puede usarse para prevenir la infección, pero muestra algunos efectos secundarios como diarrea, náuseas, dolor abdominal, vómitos y puede causar decoloración dental si se usa en niños menores de los 8 años de edad.32
La dificultad en el cultivo ha llevado a que no se realicen estudios de susceptibilidad frente a los antibióticos; sin embargo, se ha nformado que la mayoría de los serovares de L. interrogans, L. borpetersenii, L. kirschneri y L. weilii, son sensibles a los antibióticos beta-lactámicos: penicilina, ampicilina, amoxicilina/ácido clavulonico y ceftiofur.33,34 Las cefalosporinas de tercera generación, cefotaxime, ceftriaxone y ceftiofur han sido preferencialmente utilizadas para el tratamiento de la leptospirosis en los últimos años.35 Incluso hay informes que cefazolina una cefalosporina de primera generación, efectiva principalmente contra cocos Gram positivos (aunque es de amplio espectro), también presenta una baja concentración mínima inhibitoria (CMI) frente a cepas de Leptospira spp.35
Las leptospiras también son susceptibles a las quinolonas como ciprofloxacina y norfloxacina, con algunas variaciones en aislamientos informados en Brasil de L. interrogans serovares Icterohaemorrhagiae, Canicola, Pomona y Grippotyphosa.36 En este sentido, se han evidenciado diferencias en los resultados de susceptibilidad de los distintos serovares a los antimicrobianos,37 posiblemente debido a cambios en la expresión de genes asociados con patogenicidad cuya expresión depende del reservorio y origen geográfico,38 lo cual demuestra la importancia de mejorar las técnicas de identificación y de susceptibilidad a nuevos antimicrobianos frente a los convencionales.
Los ensayos clínicos de agentes antimicrobianos contra Leptospira son limitados a penicilina, doxicilina y ceftriazona, documentándose que estos antibióticos mejoran los signos clínicos, incluyendo la resolución de la fiebre y la leptospiuria.39In vitro se ha demostrado que el 90 % de 26 cepas de Leptospira fueron inhibidas (CMI 90) por cefepima, imipenem-cilastatina, eritromicina, claritromicina y telitromicina a una concentración menor de 0,01 g/mL. La CMI: 90 de amoxicilina aztreonam, cloranfenicol y penicilina G fue mayor de 3,13 g/mL.40,41
La mayoría de los serovares de Leptospira son sensibles a las quinolonas como ciprofloxacina y norfloxacina;34,36 solo, se ha informado alta variabilidad en las concentraciones de la CMI de las fluoroquinolonas en aislados de L. interrogans serovar Copenhageni.36 En Brasil también se han informado valores elevados en la CMI de Enrofloxacina (0,5 mg/L-8,0 mg/L) en los serogrupos Icterohaemorrhagiae, Canicola, Pomona, y Grippotyphosa, este último el más resistente, con valores de CMIC de 8,0 mg/L.36
La resistencia más documentada de la mayoría de serovares de Leptospira es frente a los antibióticos comúnmente utilizados en los cultivos: 5 fluorouracil, fosfomicina y vancomicina. Otros estudios, han informado algunos serovares resistentes a antibióticos de uso clínico como neomicina, trimetroprima/sulfametoxazol y sulfadimetoxina.34,36,37 La resistencia a los aminoglucósidos es variable en serogrupos de Leptospira principalmente a neomicina y estreptomicina.42 Se han informado valores elevados de la CMI de estos antibióticos frente a L. interrogans serovar Pomona y L. santarosai serovar Grippottyphosa siendo esta última la más resistente.36
Nuevas alternativas de tratamiento
La leptospirosis al ser una zoonosis con amplia distribución puede afectar a personas que viven en regiones apartadas donde la cobertura sanitaria es limitada y/o las condiciones para acceder a tratamientos convencionales son reducidas o en el caso de utilizarlos se presentan efectos adversos y los costos también son una limitante.43 Por lo tanto, es necesario aportar en la búsqueda de nuevos antimicrobianos de bajo costo, con menor toxicidad y mayor eficacia.44,45 En este sentido, una alternativa para el control, es el uso de sustancias antimicrobianas basadas en plantas, las cuales se han utilizado desde la antigüedad y se informa que el 80 % de la población indígena utiliza la medicina tradicional.18,43,44 Sin embargo, los informes de nuevos agentes antileptospirales naturales son limitados; así como, los que estudian los posibles mecanismos de acción.
Extractos vegetales
En general, se identificaron informes que evalúan la actividad biológica, especialmente la CMI y otros el potencial antileptospiral in vitro basados en la medicina tradicional. En este sentido, se encontró que un extracto crudo del mangostino (Garcinia mangostana) presentó actividad antileptospiral frente L. interrogans serovares Bataviae, Autumnalis y Javanica, con CMI entre 200-400 (g/mL.2 Una fracción purificada de Asparagopsis taxiformis presentó potencial inhibitorio frente a cepas patógenas de Leptospira de 14 serovares y 11 aislamientos del serovar Javanica y Borgpetersenii con un intervalo de CMI 100-400 μg/mL, mientras que la penicilina y doxiciclina presentaron un intervalo de 25-200 μg/mL. En relación con la concentración mínima bactericida (CMB) se determinó que la fracción de A. taxiformis estuvo en un rango entre 400-1600 μg/mL frente a los serovares de Leptospira evaluados, comparados con el intervalo de 100-400 μg/mL obtenido para doxicilina y 50/100 μg/mL para la penicilina.15
La mayoría de los estudios han sido realizados con plantas utilizadas en la medicina tradicional como Zingiber officinale, Ocimum sanctum y Piper nigrum contra varios serogrupos de Leptospira como Australis, Pomona, Autmnalis, Icterohaemorragiae, Canicola, Copenhageni y Semaranga. El extracto acuoso y aceite volátil de las hojas de Plectranthus amboinicus (Lour) Spreng; (Lamiaceae) sobre cultivos de L. biflexa,46 mostraron que tanto el extracto acuoso como el aceite volátil eran eficaces a concentraciones de 50 000 μg/mL y 500 μg/mL, respectivamente.47
En otro estudio realizado con plantas de la medicina tradicional de la India fueron obtenidos extractos metanólicos de las hojas de Glyptopetalum calocarpum obteniendo CMI de 200-400 (g/mL y CMB de 800 (g/mL frente a cepas patógenas de leptospiras pertenecientes a 10 serovares.1
Los extractos acuosos de Eclipta alba (Asteraceae) presentaron 100% de inhibición a 50 (g/mL frente a los serovares Australis, Autumnalis y Grippotyphosa, mientras que los extractos etanólicos a la misma concentración presentaron 80% de inhibición frente al serovar Icterohaemorhagiae y los tres anteriores.9 En el extracto metanólico de Boesenbergia rotunda se encontró que la CMI, frente a 24 cepas patógenas de Leptospira, oscilo entre 62,5 a 125 (g/mL y las CMB se encontraron entre 250 a 500 (g/mL. Adicionalmente, el extracto bruto se sometió a estudios citotóxicos y se encontró que tenía una actividad hemolítica despreciable, presentando valores de CI50 superiores a 4 mg/mL.8
Al evaluar los extractos de cloroformo de hojas de Piper betle L., (Piperaceae) frente a 10 serovares de Leptospira se observó un efecto inhibitorio con CMI y CMB entre 200 a 400 (g/mL, siendo los serovares más susceptibles Autumnalis, Javanica. Sejroe, Icterohaemorrhagiae y Patoc. Adicionalmente, se determinó que al cabo de 10 h y 12 h para el serovar Icterohaemorrhagiae y Autumnalis, respectivamente, se presenta el efecto bactericida a una concentración de 200 (g/mL. Al evaluar los cambios postratamiento, se determinó un aumentó en la permeabilidad celular al yoduro de propidio, debido a una alteración en la integridad de la membrana, lo que indicó así que este efecto podía ser el modo de acción probable del extracto clorofórmico de P. betle. Esta planta se ha utilizado en la medicina tradicional al presentar actividades antimicrobianas, antioxidantes, antimutagénicas y anticancerígenas.44
En plantas como Andrographis paniculata, Azadirachta indica, Phyllanthus niruiri y Adhatoda vasica, utilizadas en medicina tradicional, se ha determinado el potencial antileptospiral de los extractos. De las cuatro plantas, los extractos metanólicos y etanólicos de A. vasica y A. paniculata exhibieron la mejor actividad antileptospiral, los cuales a todas las concentraciones evaluadas inhibieron la motilidad de L. interrogans, mientras que los extractos de P. niruri fueron capaces de reducir la actividad de la cepa, solo en las concentraciones más altas (100 mg/mL y 1 000 mg/mL). Adicionalmente, este estudio permitió determinar que la CMI del extracto metanólico de A. vasica fue de 25 mg/mL, una concentración que induce cambios celulares, daños severos en la arquitectura celular de L. interrogans y perdidas del cuerpo de inclusión responsable de la virulencia; estos cambios confirman la acción A. vasica sobre L. Interrogans.5 Otra planta con efectos similares es Quercus infectoria una especie que ha presentado actividad antimicrobiana in vitro frente a un amplio espectro de microorganismos incluidos multiresistentes. Mustafa y otros48) determinaron la actividad antimicrobiana del extracto acuoso contra L. Interrogans serovar Javanica y L. interrogans serovar Icterohaemorhagiae con valores de CMI de 0,125 mg/mL para los dos serovares y valores de CMB de 0,125 mg/mL y 0,250 mg/mL, respectivamente. La presencia de taninos hidrolizables como el pirogalol puede prevenir la adherencia de las bacterias a la célula huésped, debido a que tienen una estructura similar a los receptores de unión a bacterias que están presentes en las células del tracto urinario. Por tanto, los efectos observados en este estudio sobre los cambios estructurales de L. interrogans serovar Icterohaemorrhagiae pueden ser el resultado de la acción del pirogalol.48
Al evaluar por PCR el efecto del extracto de Phyllanthus amarus sobre el gen sphH (esfingomielinasa) se determinó que los productos amplificados de leptospiras expuestas al extracto de la planta no presentaban la banda de ADN específica para el gen sphH; la cual si fue evidenciada en las muestras no tratadas. Por lo tanto, el extracto de P. amarus se identificó como una nueva fuente de antileptospirales. 32) Esta actividad también ha sido evaluada con fármacos como Siddha Seenthil sarkarai y Nilavembu kudineer que han mostrado inhibición completa de Leptospira con diluciones de 500 μL de Seenthil sarkarai y 2,5 mL de Nilavembu kudineer.18
En las plantas medicinales de la India E. alba (Asteraceae) y P. amarus (Euphorbiaceae), comúnmente llamadas Bhringaraj y Bahupatra o rompepiedra respectivamente,18 se evaluaron cinco extractos con hexano, cloroformo, metanol, agua fría y caliente; sin embargo, a los de metanol y agua se les evalúo el potencial antileptospiral mediante la exposición de los extractos metanólicos de las plantas sobre el ADN del serovar Icterohaemorrhagiae observando la escisión del ADN a una concentración 1 μg/mL. Los extractos de ambas especies a una concentración de 25 μg/mL mostraron una actividad antileptospiral importante frente a los serovares Icterohaemorrhagiae, Canicola, Pomona y Hardjo, mientras que se requirió una concentración de 50 μg/mL del extracto metanólico para presentar el mismo efecto de inhibición frente al serovar Javanica y ninguno de los extractos inhibió los serovares Autumnualis, Pyogens y Australis.18 Para el extracto metanólico de P. amarus en otros estudios, se ha identificado que los compuestos mayoritarios son Bufalina (esteroide cardiotónico), Tetratetracontano y α-Tocoferol;49 así como, acido p-cumárico, ácido ferúlico, isoquercitrina, quercitrina, rutósido, hispidulina, acacetina, casticina, estigmasterol, beta-sitosterol y campesterol.50
Adicionalmente, se ha propuesto evaluar tratamiento combinados. Por ejemplo, en un estudio se investigó el potencial antileptospiral de cinco extractos crudos de plantas (Curcuma zedoaria (rizomas), Gymnopetalum cochinchinense (frutos), Terminalia chebula (agallas), Piper sarmentosum (hojas) y Tinospora crispa (tallos)) y su efecto sinérgico con ampicilina contra leptospiras patógenas (cinco serovares patógenos de Leptospira serovar Autumnalis, Hebdomadis, Pyrogenes, Ranarum y Sejroe y no patógenas L. biflexa. Aunque todos los extractos fueron capaces de inhibir el crecimiento de leptospiras con valores diferentes de CMI, el extracto de T. chebula mostró el mayor potencial antileptospiral con la CMI variando de 0,0098-0,625 mg/mL mientras que el resto de los extractos dio la CMI de 0,078 a > 2,5 mg/mL. Adicionalmente, se observó sinergismo y sinérgia parcial con un índice FIC de 0,318 y 0,57 cuando se mezcló este extracto con ampicilina contra L. interrogans serovar Hebdomadis y Sejroe, respectivamente y un efecto antagónico contra L. interrogans serovar Autumnalis. La sinergia del extracto crudo y la ampicilina puede mejorar la eficacia del fármaco para el tratamiento de la leptospirosis.51
Asimismo, se evaluaron propiedades antileptospirales de extractos acuosos y etanólicos de Trigona thoracica frente a serovares patógenos (Australis, Bataviae, Canicola y Javanica), asi como sus efectos sinérgicos al mezclarse con los antibióticos comúnmente prescritos para la leptospirosis, doxiciclina, ceftriaxona y penicilina G. La CMI de todos los extractos acuosos frente a los serovares evaluados fue de 6,25 mg/mL mientras que la CMB en general fue de 12,5 mg/mL, excepto frente al serovar Australis fue de 25 mg/mL. Los extractos etanólicos presentaron un mayor potencial al presentar valores de CMI de 0,79 mg/mL frente al serovar Bataviae y 1,57 mg/mL para los otros serovares y una CMB de 1,57 mg/mL frente a todos los serovares analizados. En el estudio de sinergia se determinó que solo se presentó un efecto sinérgico (FIC de 0,38) en la combinación del extracto acuoso con penicilina G contra el serovar Australis. Los efectos aditivos se detectaron para las combinaciones del extracto acuoso con penicilina G y con doxiciclina frente a L. interrogans serovar Bataviae y Canicola. Se observaron cambios morfológicos como menos espirales y ausencia de los ganchos en los extremos en las leptospiras tratadas. En general, para los propóleos se han propuesto varios mecanismos de acción como antibacterianos que incluye inhibición de la división celular bacteriana, alteración de la pared célular e inhibición de la motilidad bacteriana. De esta manera, el propóleo de T. thoracica podría potencialmente usarse como un agente terapéutico complementario o alternativo contra Leptospira spp.52
Los resultados de actividad antileptospiral muestran en su mayoría que el rango de concentraciones de las sustancias activas se encuentra entre 50 y 1000 ug/mL, observándose diferencias en la susceptibilidad de los diferentes tipos de serovares, lo que implica que la naturaleza antigénica, los restos proteicos superficiales y el lipopolisacárido de Leptospira tienen una amplia variación entre los diferentes serovares.15 Teniendo en cuenta el tipo de extractos que han mostrado actividad, se puede sugerir que los compuestos de alta polaridad como los polifenoles generan cambios en la permeabilidad celular, inactivación de enzimas, efectos tóxicos y desnaturalizan las proteínas.53,54
Principios activos
Se ha evaluado la actividad antileptospiral de moléculas orgánicas tales como triterpenos, derivados de quinoxalina, xantonas, azometinas de aril oxazol y pseudopéptidos. De esta manera, se aislaron seis compuestos de las hojas de G. calocarpum para evaluar su actividad antimicrobiana frente a cepas de Leptospira. De los seis compuestos ((-lupina (1), lupeol (2), lupenona (3), estigmasterol (4), (-amirina (5) y acetato de (-amirina (6)) solo lupenona y estigmasterol mostraron actividad antileptospiral. Las CMI de los dos compuestos ensayados frente a cepas patógenas de Leptospira pertenecientes a 10 serovares estuvieron en el intervalo de 100-200 μg/mL y el rango de CMB fue de 400-800 μg/mL.1
El estudio realizado con cinco xantonas purificadas de extractos crudos de G. mangostana permitió determinar actividades antileptospirales de los compuestos frente a los serovares de Leptospira evaluados, L. biflexa serovar Patoc y L. interrogans serovares Bataviae, Autumnalis, Javanica y Saigon, con CMI que varían de 100 a 800 ug/mL. Entre las xantonas purificadas la garcinona C fue el compuesto más activo para la Leptospira patógena (CMI= 100 μg/mL) y no patógena (CMI= 200 μg/mL). Sin embargo, estos valores fueron superiores a los de los antibióticos tradicionales empleados para el control de este microorganismo como penicilina G, amoxicilina, ampicilina, cefotaxima, cefepima, cloranfenicol, doxiciclina, eritromicina y tetraciclina con valores de CMI= 1,56 μg/mL; 3,13 μg/mL; 1,56 μg/mL; 0,1 μg/mL; <0,01 μg/mL; 6,25 μg/mL; 1,56 μg/mL; <0,01 μg/mL y 1,56 μg/mL, respectivamente. Así mismo, en este estudio se determinó la sinergia entre la γ-mangostina y la penicilina G como inhibidores del crecimiento de Leptospira, encontrándose que combinaciones de γ-mangostina con penicilina G generaron efecto sinérgico contra L. interrogans serovar Bataviae, Autumnalis y Javanica (FIC= 0,52; 0,50 y 0,04, respectivamente), ninguna interacción contra L. biflexa serovar Patoc (FIC= 0,75) y un efecto antagonista (FIC= 4,03) frente a L. interrogans serovar Saigon. Los resultados obtenidos en este estudio permitieron concluir que la garcinona C y la γ-mangostina pertenecen a las xantonas 1,3,67-tetraoxigenada y son las que presentan una mayor actividad inhibitoria.2
Se ha incentivado la búsqueda de inhibidores de enzimas como la 3-metil-9-ADN-glucosilasa I (LiTagA), que excita 3-metiladenina y 3-metilguanina del ADN alquilado, un componente indispensable para la supervivencia de Leptospira spp, la ausencia de la enzima en humanos la hace un objetivo quimioterapéutico prometedor para tratamientos antileptospirales. En un estudio realizado por Rajesh & Sivaraman,3 se tomaron 200 inhibidores novo de esta enzima, los cuales fueron examinados por medio de PyRx, una herramienta de cribado virtual de alto rendimiento y AutoDock. El análisis combinado de los datos reveló pocos inhibidores de novo eficaces sobre la enzima LiTagA de Leptospira interrogans y con la evaluación de la biodisponibilidad y toxicidad se encontró solo un compuesto de novo como un inhibidor eficaz de la enzima LiTagA, convirtiéndose en un blanco prometedor para desarrollo de un fármaco terapéutico contra la leptospirosis cuya validación experimental está en proceso.3
Algunos estudios han avanzado hacia la obtención de blancos terapéuticos, Ilangovan y otros10 evaluaron la actividad antileptospiral a partir de la síntesis de una variedad de compuestos tipo piranoisoxazolona y dihidronaftopiran-4-ona (DHNP); obteniendo, 10 piranoisoxazolona 21-30 y seis dihidronaftopiran-4-ona (DHNP) 31-36 (Fig. 1). Nueve compuestos presentaron inhibición frente a L. interrogans serovar Autumnalis, siete de ellos el 22, 24, 26, 27, 30, 35, 36 inhibieron a 250 mg/mL y el 29 y 34 a 500 mg/mL. La mayoría de estos compuestos mostraron actividad a una concentración igual que la doxiciclina (250 mg/mL) y los autores sugieren que los compuestos 35 y 36, al tener un anillo de naftilo no sustituido, eran moléculas potenciales para conseguir una actividad antileptospiral en comparación con los compuestos 31-33 cuyos anillos estaban sustituidos con el grupo OMe (Fig. 2).
Adicionalmente, determinaron que las seis pirano [4,3-c] isoxazol-3-onas que presentaron actividad estaban sustituidas en la posición 4 con una variedad de grupos tales como arilo, heteroarilo y alquilo, por lo que fueron tomadas para realizar un cribado secundario frente a trece diferentes serovares (doce patógenas y una no patógena).10 Los resultados de este estudio permitieron identificar relaciones de estructura actividad en la inhibición de serovares por seis pirano [4,3-c] isoxazol-3-onas. Los seis compuestos probados inhibieron las especies de L. interrogans serovar Bataviae, Canicola, Hebdomadis e Icterohaemorrhagiae a una CMI <250 mg/mL. Un compuesto con sustituyente 4-tiofenilo mostró actividad frente a todos los serovares a CMI < 250 mg/mL y particularmente contra Canicola a una CMI más baja 62,5 mg/mL, incluso menor a la concentración del antibiótico de referencia empleado (doxiciclina). Sin embargo, en el caso de los serovares Javanica y Sejroe los seis compuestos mostraron actividad solo a CMI> 250 mg/mL. Por lo tanto, la relación de actividad estructura de los compuestos muestra que los sustituyentes en la posición 4 de la piranoisaxazolona tiene una influencia importante sobre la actividad frente a los serovares de Leptospira spp, y el compuesto con un sustituyente tionilo tiene un potencial aun mayor, el cual fue confirmado por el ensayo de RT-qPCR que evalúo el potencial frente a los ácidos nucleicos.10 Los autores con el fin de establecer el mecanismo de acción del compuesto 27, propusieron en este mismo estudio realizar pruebas complementarias tales como supervivencia de los animales (in vivo), citotoxicidad (MTT), ensayo de muerte celular (tinción PI) y hemocompatibilidad. Estas pruebas permitieron determinar que mediante la utilización de este compuesto a una concentración de 20 mg/kg, los ratones infectados podrían protegerse de la leptospirosis, teniendo en cuenta que el 95 % de los ratones sobrevivieron y no hubo colonización de leptospiras en tejido renal.10 Adicionalmente, se realizó un docking in silico identificando una buena afinidad del compuesto con LipL32, una lipoproteína de membrana externa que es altamente conservada en leptospiras patógenas, explicando la especificidad del compuesto en cepas patógenas de Leptospira spp.10
Otro trabajo relacionado con síntesis de agentes antileptospirales fue realizado con nuevos derivados de base de Schiff (Figura 3) obtenidos a partir de reacciones de condensación entre (E)-3-(4-o-3-aminofenilimino) quinoxalina-2 (3H)-ona y aldehídos aromáticos, además de evaluar in vitro e in vivo la actividad antileptospiral frente a L. interrogans serovar Icterohaemorrhagiae. Se encontró inhibición del serovar Icterohaemorrhagiae por la mayoría de compuestos; especialmente, el 37, 38, 40, 43, 44 y 46 afectaron la motilidad de las espiroquetas con porcentajes inferiores a los obtenidos con la penicilina G y el 44 mostró la mayor actividad23 (Tabla) al igual que los compuestos que llevan un sustrato de atracción de electrones en el anillo fenilo. Los compuestos 38 y 44 al presentar un grupo nitro en la posición meta del anillo de fenilo, son considerado como blancos terapéuticos con una actividad significativa. Los compuestos 40 y 46 al presentar un ácido carboxílico en el anillo de fenilo y los compuestos 37 y 43 que poseen un átomo de cloro también podrían ser considerados como agentes antileptospirales.16
* Porcentaje de inhibición de la motilidad. **PG: penicilina G.
Los pseudopéptidos son otro tipo de compuestos probados para determinar la actividad antileptospiral; Shivamallu y otros46 sintetizaron pseudopéptidos de triptófano determinando que los compuestos 48-50 mostraron una actividad inhibidora eficaz frente a L. interrogans serovar Icterohemorragiae, Canicola y Pomona, con inhibición de la motilidad a la concentración más baja de 15 (g/mL, mientras que para Javanica este efecto fue a 50 (g/mL, y el compuesto 50 fue el único que inhibió totalmente al serovar Autumnalis a una concentración de 100 (g/mL (Fig. 4).46
Fuente: Shivamallu C, Sharanaiah U, Kollur SP, Mallesh NKR, Hosakere RD, Balamurugan V. Pseudo-peptides as novel antileptospiral agents: Synthesis and spectral characterization. Spectrochim Acta Part A Mol Biomol Spectrosc [Internet]. 2014 Jan 24 [access: 04/04/2018];118:1152-7. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24184586
El estudio de sustancias naturales con actividad antileptospiral se ha fortalecido gracias a investigaciones en sinergia, docking molecular y relación estructura actividad que han permitido ampliar el espectro antimicrobiano y por ende estas sustancias puedan ser utilizadas como alternativas de control limitando el consumo de antibióticos y por consiguiente efectos secundarios como diarrea, hipersensibilidad, náuseas, erupción cutánea, neurotoxicidad y urticaria entre otros.2
Conclusiones
La leptospirosis es considerada una de las zoonosis con mayor distribución e importante en salud pública, ha ocupado el segundo lugar dentro de las zoonosis asociadas con la pobreza por su impacto en salud humana, en el sector ganadero y agrícola; en este sentido, enfocar su tratamiento y control de manera integral es una necesidad que debe orientar las futuras investigaciones con el fin de minimizar el impacto en salud pública. Adicionalmente, los productos derivados de plantas medicinales ofrecen un menor costo, seguridad, presentan menores efectos secundarios y son una alternativa promisoria para ampliar el espectro de los tratamientos antileptospirales.
Todos los autores aportaron en la Concepción, diseño, obtención, análisis e interpretación de la información; así como en la elaboración, revisión y aprobación final del manuscrito.
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- » Recibido: 17/11/2019
- » Aceptado: 09/09/2020
- » Publicado : 01/04/2021
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