Novos compostos e sinergismo podem contribuir para o controle de <i>Salmonella</i> Heidelberg e <i>S.</i> Minnesota

A eventual presença de salmonelas paratíficas na carne de frango destinada à exportação representa uma significativa barreira comercial para o Brasil, pois muitos países importadores não toleram sua presença.

Pesquisas científicas recentes demonstram que o aumento da prevalência de S. Minnesota (SM) e S. Heidelberg (SH) na cadeia avícola está relacionado à sua alta capacidade de resistência antimicrobiana e capacidade de produzir biofilme tanto nas aves quanto no ambiente. Esses sorovares são frequentemente detectados em aves assintomáticas, granjas, abatedouros e produtos cárneos, representando um risco potencial para a saúde humana.

Dada à alta relevância desta problemática, bem como a quantidade limitada de antimicrobianos disponíveis torna-se preponderante avaliar compostos e desenvolver novos aditivos que possuam a capacidade de inibir o desenvolvimento destes micro-organismos.

Neste sentido, em uma pesquisa científica recente Garcez, D. et al. (2023) avaliaram o potencial antimicrobiano de dois compostos, o ácido benzóico (AB) e o polipirrol (PPY), sobre isolados de campo de SH e SM de origem avícola (pro-pés de cama aviária), provenientes de empresas do sul do Brasil, cedidos pelo laboratório Mercolab (Cascavel-PR).

O AB (fórmula química C7H6O2) é um ácido carboxílico aromático (Figura 1) que se apresenta como um sólido incolor cristalino cujo ponto de fusão é 122,4° C e pKa, de 4,2. Na natureza, pode ser encontrado na forma pura ou combinada com outras substâncias. Em escala comercial, o AB é produzido por síntese química a partir do tolueno, sendo amplamente utilizado em nutrição animal principalmente com o objetivo de melhorar o desempenho zootécnico de aves e suínos. No entanto, a sua aplicação com o objetivo de controlar Salmonella spp. é inovadora.

O princípio básico do seu modo de ação nas bactérias é que os ácidos orgânicos não dissociados penetram na parede celular das bactérias e interrompem sua fisiologia. Estas bactérias, chamadas de “pH- sensíveis”, não toleram um amplo gradiente de pH interno e externo. Além disso, quando utilizados em aves, os ácidos orgânicos podem ter um efeito direto na população de bactérias do trato gastrointestinal, pois reduzem a população de algumas bactérias patogênicas e controlam outras que competem com as aves por nutrientes.

O PPY (Figura 2) é um polímero biocompatível, eletricamente condutor, obtido através da polimerização oxidativa do pirrol (C4H4NH) e produzido por síntese química. Este composto apresenta excelente atividade antibacteriana contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus, aumentando a suscetibilidade bacteriana aos antimicrobianos convencionais. Apesar disso, seu uso como ferramenta de controle de salmonela é inédito.

Diversas metodologias foram utilizadas para avaliar o efeito antimicrobiano dos compostos AB e PPY in vitro. Entre elas, destacam-se as técnicas tradicionais de concentração inibitória mínima (CIM), concentração bactericida mínima (CBM), checkerboard, que explora sinergismos, e o time kill, que avalia o efeito ao longo do tempo. Adicionalmente, aplicou-se o docking molecular, que é uma técnica in silico de bioinformática que permite estimar a capacidade de interação entre os compostos e os sítios-alvo dos micro-organismos mensurada por afinidade de ligação energética.

Como resultado da pesquisa, todos os isolados de SH e SM (n.=20) foram sensíveis ao AB e PPy quando avaliados pelas técnicas de CIM e CBM. Além disso, foi verificado sinergismo (Índice da Fração Inibitória = 0,5) entre os compostos contra um isolado de SH, de maneira que a dose de cada composto pôde ser reduzida a ¼ de sua dose bactericida isolada.

No que tange a cinética de inativação de S. Heidelberg medida pelo time kill, houve redução na contagem (UFC/mL) deste sorovar em 3 logs (equivalente a 1.000 vezes) a partir de 4h de incubação na presença dos compostos isolados ou combinados na dose sinérgica (Figura 3).

Vale destacar que o ácido benzóico apresentou redução superior aos demais tratamentos no período de 24 h de incubação (7,5 logs), o que pode ser de particular interesse no que tange a descontaminação de rações.

Em relação ao docking molecular, foi determinada a afinidade de ligação energética (expressa em kcal mol-1) dos compostos frente a duas proteínas específicas presentes na SH e SM escolhidas por seleção genômica subtrativa. Uma das proteínas selecionadas (código AZR10037.1_315 do GenBank) é uma enzima fundamental na síntese de riboflavina (vitamina B2) e representa um alvo atrativo para compostos com atividade antimicrobiana em patógenos. O presente estudo revelou que tanto o AB como o PPY apresentaram afinidade por esta proteína, em sítios-alvo distintos, o que ajuda e explicar a sinergia verificada nos testes de atividade antimicrobiana. Na figura 4 é possível visualizar a interação entre os compostos com esta proteína nos sítios-alvo específicos.

Em resumo, esta pesquisa avaliou os efeitos antimicrobianos do ácido benzóico e polipirrol sobre isolados de S. Heidelberg e S. Minnesota de origem avícola, multirresistentes a drogas e produtores de biofilme.

Os resultados das metodologias de atividade antimicrobiana demonstraram efeito bactericida e sinérgico sobre ambos sorovares. Além disso, o docking molecular revelou que os dois compostos atuam de forma complementar e independente em funções essenciais no metabolismo Salmonella spp. incluindo a síntese de vitamina B2.

• Os achados deste estudo podem servir como base na aplicação in vivo dos compostos avaliados bem como no desenvolvimento de novos aditivos nutricionais e desinfetantes capazes de controlar Salmonella spp. resistentes e que representam risco potencial à saúde humana.

Para mais informações sobre este artigo e suas referências bibliográficas favor consultar o autor.

PDF