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ACTIVIDAD ANTIBACTERIANA Y CITOTÓXICA IN VITRO DE COMPLEJOS METÁLICOS
CON LIGANDOS DE TRIAZOLES
MARÍA ANGÉLICA BARAJAS ANGARITA
MARTHA JULIANA SANABRIA AYALA
UNIVERSIDAD DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
PROGRAMA DE BACTERIOLOGÍA Y LABORATORIO CLÍNICO
BUCARAMANGA
2019
ACTIVIDAD ANTIBACTERIANA Y CITOTÓXICA IN VITRO DE COMPLEJOS
METÁLICOS CON LIGANDOS DE TRIAZOLES
MARÍA ANGÉLICA BARAJAS ANGARITA
MARTHA JULIANA SANABRIA AYALA
Trabajo de grado para optar por el título de Bacteriólogas y Laboratoristas clínicos
Directora
MSc. Martha Viviana Roa Cordero
Codirectora:
PhD. Sandra Milena Leal Pinto
UNIVERSIDAD DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
PROGRAMA DE BACTERIOLOGÍA Y LABORATORIO CLÍNICO
BUCARAMANGA
2019
3
4
5
A Dios, nuestras familias y profesores
6
Queremos agradecer:
A Dios, por ser nuestro motor de vida.
A quienes han contribuido indirecta o directamente en este proyecto, con su apoyo
y dedicación.
A nuestras docentes quienes nos brindaron durante el proceso de investigación su
asesoría y acompañamiento.
A nuestros demás profesores, quienes durante el transcurso de la carrera lograron
formarnos como personas y profesionales.
A la Universidad de Santander, por ser nuestro claustro, y permitir que nuestra
educación fuera de alta calidad.
Finalmente, nos gustaría agradecer especialmente, a nuestras familias y amigos,
quienes siguen siendo nuestra motivación y voz de aliento cuando parecía que
este libro no tendría fin.
7
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 21
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................... 24
2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................ 27
3. OBJETIVOS................................................................................................... 31
3.1 OBJETIVO GENERAL ..................................................................................................... 31 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................... 31
4. MARCO DE REFERENCIA ............................................................................ 32
4.1 ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................. 32 4.2 MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 44
4.2.1 Mecanismos de Resistencia. .............................................................................. 53
4.2.2 Salmonella enterica serotipo Typhimurium y Staphylococcus aureus como
modelos de Prioridad Alta ................................................................................................ 64
4.2.3 Complejos Metálicos. ............................................................................................... 67
4.2.3.1 Ligandos ................................................................................................................... 68
4.2.4 Azoles como antimicrobianos ................................................................................ 72
5. METODOLOGÍA ............................................................................................ 74
5.1 TIPO DE ESTUDIO ................................................................................................................ 74 5.2UNIDAD DE OBSERVACIÓN ............................................................................................... 74 5.3 UNIDAD DE ANÁLISIS ......................................................................................................... 74 5.4 HIPOTESIS.............................................................................................................................. 74 5.6 COMPUESTOS EVALUADOS Y MEDICAMENTOS DE REFERENCIA....................... 75 5.7 DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN INHIBITORIA MÍNIMA ........................ 76 5.8 CONCENTRACIÓN BACTERICIDA MÍNIMA (CMB) ....................................................... 77 5.9 EVALUACIÓN IN VITRO DE LA CITOTOXICIDAD ......................................................... 77 5.10 ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................... 78 5.11 ASPECTOS ÉTICOS ........................................................................................................... 79
6. RESULTADOS .............................................................................................. 80
8
7. DISCUSIÓN ................................................................................................... 84
8. CONCLUSIONES .......................................................................................... 92
9. RECOMENDACIONES .................................................................................. 93
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................... 94
ANEXOS ............................................................................................................ 114
9
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Actividad antimicrobiana de compuestos de coordinación, ligandos y sales
metálicas evaluadas in vitro. ................................................................................. 81
Tabla 2.Clasificación de los compuestos según el tipo de actividad antibacteriana
in vitro ................................................................................................................... 82
Tabla 3. Actividad citotóxica de compuestos de coordinación, ligandos y sales
metálicas evaluadas in vitro en células vero ......................................................... 83
10
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Red bibliométrica de co-ocurrencia de las publicaciones científicas
relacionadas con el tema de estudio, en el continente americano durante los
últimos 10 años. ................................................................................................... 34
Figura 2. Mecanismos de acción de los antibióticos. ............................................ 49
Figura 3. Transferencia horizontal de genes ......................................................... 52
Figura 4. Mecanismos de resistencia. ................................................................... 54
Figura 5. Acción de los betalactámicos y las betalactamasas. .............................. 55
Figura 6. Modificación de sitios activos. ................................................................ 56
Figura 7. Pérdida de permeabilidad por configuración de porinas......................... 57
Figura 8. Bombas de flujo en bacterias Grampositivas y Gramnegativas. ............. 59
Figura 9. Bosquejo de ion central ......................................................................... 71
11
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1. ESTRUCTURAS DE LOS COMPUESTOS (LIGANDOS Y
COMPLEJOS): Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de
ligandos azoles con potencial actividad antifúngica y antibacteriana .................. 114
12
GLOSARIO
ANTIBACTERIANOS: son agentes que destruyen selectivamente las bacterias al
interferir con el crecimiento bacteriano o la supervivencia; estos agentes
antibacterianos son producidos por organismos vivos derivados de fuentes
bacterianas y fúngicas1.
ANTIFÚNGICOS: agente que tiene la capacidad de destruir o suprimir la
capacidad del crecimiento o reproducción de algunos tipos de hongos; los que
tiene la capacidad de destruir el crecimiento se denominan fungicidas, mientras
que los que inhiben su crecimiento se denominan fungistáticos2.
AZOLES: compuestos heterocíclicos de cinco anillos aromáticos que contienen
uno o más heteroátomos diferentes, de los cuales al menos uno debe ser
nitrógeno y otro heterocíclico puede ser nitrógeno u otro3.
BACTERICIDA: acción de un antibacteriano capaz de eliminar un 99.9% de la
población bacteriana inicial en un periodo de incubación de 18 o 24 horas4.
BACTERIOSTÁTICO: agente que detiene la multiplicación bacteriana al
obstaculizar la producción de proteínas, replicación del ADN y otras características
del metabolismo celular bacteriano5.
13
CÉLULAS VERO: línea celular epitelial derivada del riñón del mono verde africano
Cercopithecus aethiops, utilizada principalmente en los estudios de replicación
viral y ensayos de placa (in vitro) 6.
CITOTOXICIDAD CELULAR: alteración de las funciones básicas celulares, las
cuales conllevan a un daño morfológico o funcional que puede ser identificada7.
COMPLEJOS METÁLICOS: sustancia conformada por un ión metálico, el cual
será el ión central del complejo y grupos L, los cuales se denominan ligandos. La
union entre el ion central y ligando se da por un enlace covalente coordinado; en
esta interacción el ión tiene la función de aceptar pares de electrones mientras
ligando actúa como donor de pares de electrones8.
CONCENTRACIÓN MÍNIMA BACTERICIDA - CMB: es la mínima cantidad de un
antibiótico capaz de destruir el 99,9% de una muestra inoculada en condiciones
estandarizada4.
CONCENTRACIÓN MÍNIMA INHIBITORIA - CMI: es la concentración más baja
de un antimicrobiano que inhibe el crecimiento visible de un microorganismo
después de su incubación9.
FARMACORRESISTENCIA MÚLTIPLE: capacidad de las bacterias de resistir
simultáneamente la acción antiinfecciosa de varios fármacos de familias
14
diferentes. Este tipo de resistencia puede ser adquirida por mutación génica o
elementos genéticos como plásmidos, transposones o integrones10.
FARMACORRESISTENCIA: capacidad que tienen los microorganismos de
impedir que los antiinfecciosos o biocidas actúen contra ellos. En consecuencia,
los tratamientos habituales se vuelven ineficaces y las infecciones persisten
logrando transmitirse a otras personas. Esta resistencia puede ser adquirida por
mutaciones génicas o elementos genéticos móviles transmisibles11.
TRIAZOLES: compuesto cuya molécula se caracteriza por tener un anillo de tres
átomos de nitrógeno y dos átomos de carbono. En particular se le denomina triazol
a cada uno de los cinco compuestos isoméricos que contienen dicho anillo con
dos dobles enlaces que son reconocidos por su actividad antimicrobia12.
LIPOFILICIDAD: representa la afinidad de una molécula o un resto por un entorno
lipofílico. Se mide comúnmente por su comportamiento de distribución en un
sistema bifásico, ya sea líquido-líquido o sólido-líquido13.
MORBILIDAD: son las consecuencias y complicaciones derivadas de una
enfermedad14.
15
MORTALIDAD: se refiere al número total de muertes por una situación particular
en 1 año determinado, dividido por el número de personas vivas dentro de la
población en donde ocurre el acontecimiento que produjo las muertes15,16.
PATÓGENOS PRIORITARIOS GLOBALES: (Global PPL, por sus siglas en
inglés), lista de microorganismos farmacorresistentes de relevancia científica
definidos por la Organización Mundial de la Salud – OMS para guiar y promover la
investigación y desarrollo (I+D) de nuevos antibióticos, como estrategia para
combatir la problemática mundial de la resistencia a los antiinfecciosos17.
16
RESUMEN.
Título: ACTIVIDAD ANTIBACTERIANA Y CITOTÓXICA IN VITRO DE
COMPLEJOS METÁLICOS CON LIGANDOS DE TRIAZOLES
Autores: María Angélica Barajas Angarita; Martha Juliana Sanabria Ayala
Palabras clave: Antimicrobianos, complejos metálicos de cobre (III) y cobalto (II),
Resistencia bacteriana, Ligando de triazoles, patógenos prioritarios.
Descripción:
La emergencia de la resistencia antimicrobiana actualmente constituye un
problema de salud pública y uno de los principales retos de la medicina moderna
que ha generado un incremento en las tasas de mortalidad y morbilidad asociadas
a la patología infecciosa. En consecuencia, la OMS publicó un listado de
patógenos prioritarios resistentes a los antibióticos con el fin de priorizar la
investigación y desarrollo de nuevos fármacos de conformidad con el impacto que
estas bacterias generan sobre la salud pública17. En este sentido, el presente
trabajo pretende contribuir con la evaluación de la actividad antibacteriana de
complejos de coordinación de cobre y cobalto con ligandos triazólicos sobre cepas
bacterianas de referencia pertenecientes a algunos de los géneros bacterianos
17
priorizados por la OMS. Se presentan, además, las evaluaciones de citotoxicidad
sobre células de mamífero.
Objetivo. Evaluar la actividad antimicrobiana y citotóxica in vitro de complejos
metálicos de cromo (III) y cobalto (II) con ligandos de triazoles en bacterias de
interés clínico y células de mamífero.
Metodología. Se estudió la bioactividad de 6 complejos de cromo (III) y cobalto (II)
con ligandos triazólicos, 2 sales inorgánicas y 3 ligandos libres respectivos, en
cepas de referencia de Staphylococcus aureus (ATTC 11632), Escherichia coli
(ATCC10536) y Salmonella enterica serotipo Typhimurium (ATCC14028), usando
el método de microdilución en caldo (CLSI M07-A9). La actividad citotóxica sobre
Células Vero (CCL-81) fue determinada mediante el ensayo colorimétrico de MTT.
Resultados: Se demostró moderada actividad anti-S. aureus de dos de los tres
complejos de cobalto divalente evaluados (CMI 500 µg mL-1). En general, los
complejos de cromo trivalente y los ligandos libres no exhibieron actividad
antibacteriana (CMI >2000 µg mL-1). Ninguno de los compuestos de coordinación
y ligandos libres estudiados resultaron citotóxicos para células de mamifero (CC50
>130 µg mL-1).
Conclusión: se estableció que los complejos de cromo y los ligandos triazólicos
evaluados no presentan actividad antibacteriana significativa. Sin embargo, se
18
evidenció un moderado efecto inhibitorio anti-S.aureus producidos por dos de los
complejos de cobalto trivalente estudiado (ID:4(diacuadicloro[1,1’-((5-metil-1,3-
fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-triazol)-N,N’]cobalto(II)), ID:7(dicloruro de triacua[2,6-
bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II)), los cuales podrían ser
estudiados de forma in silica para mejoramiento de su actividad biológica. Por otra
parte, ninguno de los compuestos evaluados exhibió un efecto citotóxico frente a
las células vero previamente evaluadas.
19
ABSTRACT
Title: ANTIBACTERIAL AND CYTOTOXIC ACTIVITY IN VITRO OF METAL
COMPLEXES WITH TRIAZOL LIGANDS
Authors: María Angélica Barajas Angarita; Martha Juliana Sanabria Ayala
Keywords: Antimicrobials, copper (III) and cobalt (II) metal complexes, bacterial
resistance, triazole ligand, priority pathogens.
Description:
The emergence of antimicrobial resistance is currently a public health problem and
one of the main challenges of modern medicine that has generated an increase in
mortality and morbidity rates associated with infectious pathology. Consequently,
WHO published a list of antibiotic-resistant priority pathogens to prioritize research
and development of new drugs following the impact these bacteria generate on
public health17.
Objective. To evaluate the in vitro antimicrobial and cytotoxic activity of the
chromium (III) and cobalt (II) metal complexes with triazole ligands in bacterial
pathogens and mammalian cells.
Methodology. The bioactivity of 6 chromium (III) and cobalt (II) complexes with
triazole ligands, 2 inorganic sales and 3 free ligands was studied in reference
strains of Staphylococcus aureus (ATTC 11632), Escherichia coli (ATCC10536)
20
and Salmonella enterica serotype Typhimurium (ATCC14028), using the broth
microdilution method (CLSI M07-A9). The cytotoxic activity on Vero Cells (CCL-81)
was determined by the MTT colorimetric assay.
Results: Moderate anti-S aureus activity was demonstrated of two of the three
divalent cobalt complexes evaluated (MIC 500 µg mL-1). In general, trivalent
chromium complexes and free ligands did not exhibit antibacterial activity (MIC>
2000 µg mL-1). None of the coordination compounds and free ligands studied were
cytotoxic for mammalian cells (CC50> 130 µg mL-1).
Conclusion: it is established that the chromium complexes and the triazole ligands
evaluated do not show significant antibacterial activity. However, there was a
moderate anti-S.aureus inhibitory effect produced by two of the trivalent cobalt
complexes studied (ID: 4 (diacuadichloro [1,1 '- ((5-methyl-1,3-phenylene) bis (
methylene)) bis (1,2,4-triazole) -N, N '] cobalt (II)), ID: 7 (triacua dichloride [2,6-bis
((1,2,4-triazol-1- ) il) methyl) pyridine-N, N, N '] cobalt (II)), which can be studied in
silica form to improve its biological activity. On the other hand, none of the
compounds evaluated exhibited a cytotoxic effect against the previously evaluated
vero cells.
21
INTRODUCCIÓN
La emergencia de la resistencia antimicrobiana actualmente constituye un
problema de salud pública y uno de los principales retos de la medicina moderna
que ha generado un incremento en las tasas de mortalidad y morbilidad asociadas
a la patología infecciosa, constituyéndose, además, como uno de los principales
determinantes de la efectividad del tratamiento18.
La resistencia antimicrobiana, desde el punto de vista evolutivo, puede entenderse
como la serie de mecanismos genéticos que le permiten a un organismo,
contrarrestar el efecto de los antibióticos, dentro de los que se destacan las
mutaciones génicas y la transferencia horizontal, que se evidencian
fenotípicamente como una capacidad natural o adquirida para permanecer
refractarios a la acción de los antibióticos. El uso indiscriminado de antibióticos
(terapia empírica), es a su vez, un factor determinante que conlleva a la activación
de mecanismos evolutivos de adaptación poniendo en riesgo la capacidad para
tratar las enfermedades infecciosas más comunes19.
De este modo, el manejo de la problemática de la resistencia antibiótica implica un
abordaje integral que demanda, además de la actualización de las guías y
políticas públicas, la implementación y desarrollo de nuevas metodologías de
diagnóstico rápido, así como también la búsqueda activa de nuevas alternativas
22
farmacológicas para el control de las infecciones ocasionadas por bacterias con
resistencia a múltiples medicamentos.
En consecuencia, la Organización mundial de la salud (OMS) publicó un listado de
patógenos prioritarios resistentes a los antibióticos con el fin de priorizar la
investigación y desarrollo de nuevos fármacos de conformidad con el impacto que
estas bacterias generan sobre la salud pública, categorizando a los patógenos en
función de su farmacorresistencia en tres niveles de prioridad, a saber: crítica, alta
o media17
En este sentido, el presente trabajo pretende contribuir con la evaluación de la
actividad antibacteriana de complejos de coordinación de cobre y cobalto con
ligandos triazólicos sobre cepas bacterianas de referencia pertenecientes a
algunos de los géneros bacterianos priorizados por la OMS, que se encuentra en
prioridad elevada (Staphylococcus aureus, Salmonella spp.) teniendo en cuenta la
actividad inhibitoria que exhiben los Azoles sobre la proteína enoil acyl reductasa
(FabI), así como el efecto sinérgico que puede lograrse al combinarlos con
núcleos metálicos, de conformidad con lo descrito en estudios previos con
compuestos sintéticos similares20.
Este potencial antimicrobiano probablemente se deba a la mejor solubilidad de los
compuestos sintetizados con ligandos libres, lo que le permite incrementar la
lipofilicidad para alterar la membrana lipídica bacteriana y así poder ejercer
23
interacciones intramoleculares con el DNA21. Este estudio presenta, además, las
evaluaciones de citotoxicidad sobre células de mamífero.
24
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La resistencia bacteriana es un problema actual de salud pública, que afecta
significativamente a pacientes, familiares y comunidades, convirtiéndose en un
desafío para las instituciones y el personal médico responsable de la atención en
salud, siendo considerado un evento adverso prevenible22.
Estudios previos, han registrado que al menos 700.000 de las muertes ocurridas
anualmente, a nivel mundial, podrían estar causadas por bacterias resistentes a
los antibióticos, incluyendo cuadros de tuberculosis asociados a cepas
multidrogorresistentes y extremadamente resistentes.23
La Red de Vigilancia de Resistencia Antimicrobiana Europea (European
Antimicrobial Resistance Surveillance Network; EARS-Net), coordinada por el
Centro europeo de para la prevención y control de la enfermedad (ECDC), realizó
una recolección de datos de resistencia antimicrobiana de todos los países de la
Unión Europea, recientemente, demostrando aumentos de las tasas globales de
resistencia de Escherichia coli a las cefalosporinas de tercera generación del
11.9%, en 2012, a 13,1%, en 2015.24
En Colombia, se han presentado hallazgos de infecciones dentro de los servicios
de hospitalización por Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa,
resistentes a antimicrobianos de gran importancia terapéutica como los
25
carbapenémicos, así como también, creciente aislamiento de cepas de S. aureus y
Staphylacoccus coagulasa negativa, resistentes a la meticilina26.
En el año 2015, se evidenció alta presencia de mecanismos de resistencia como
BLEE (betalactamasas de espectro extendido), con predominio de un 32% en E.
coli y un 16% en K. pneumoniae. Así mismo, se ha encontrado un porcentaje de
resistencia a los carbapenemicos equivalente al 28%, siendo P. areuginosa el
microorganismo más prevalente25.
La fármaco-resistencia incrementa las tasas de mortalidad y morbilidad de
pacientes con enfermedades infecciosas bacterianas a nivel global, razón por la
cual ocupa un lugar prioritario dentro de las políticas de salud internacionales. De
acuerdo con el último informe global de la OMS de vigilancia de la resistencia
bacteriana en el periodo 201717, se identificaron altas tasas de resistencia
generalizada en bacterias asociadas a infecciones de vías urinarias, respiratorias y
de tejido blandos, que pueden evolucionar a cuadros de bacteremia, dentro de las
que se destacan con mayor frecuencia Escherichia coli, Staphylococcus aureus,
Klebsiella pneumoniae y Salmonella spp.
La emergencia de la resistencia bacteriana es multifactorial, sin embargo, son
causales de gran importancia el uso excesivo e indiscriminado de los antibióticos,
la resistencia innata y el limitado presupuesto que en Colombia se destina para
26
investigación e incentivos para desarrollos científicos relacionados con la
búsqueda activa de nuevos compuestos con potencial microbicida. En
consecuencia, el presente trabajo pretende evaluar la actividad antibacteriana de
compuestos metálicos conteniendo ligandos triazólicos sobre bacterias de interés
clínico, en respuesta a la lista de patógenos prioritarios globales
farmacorresitentes para la investigación y desarrollo de nuevos antibióticos,
reportados por la OMS17.
De esta manera, se plantea las siguientes preguntas de investigación:
¿Cuál es el efecto inhibitorio de los complejos metálicos de cromo (III) y cobalto
(II) con ligandos triazólicos sobre patógenos bacterianos como S. aureus, E. coli y
S. tiphymurium?
¿Cuál es el efecto citotóxico de los complejos metálicos de cromo (III) y cobalto (II)
con ligandos triazólicos frente a las células de mamífero?
27
2. JUSTIFICACIÓN
La resistencia bacteriana es una problemática global de salud pública cuya
emergencia impacta negativamente sobre las tasas de morbimortalidad. Es así
como la OMS, a través del sistema mundial de vigilancia de la resistencia a los
antimicrobianos (GLASS) en el 2018, reveló la existencia de farmacoresistencia
generalizada, alertando a la comunidad internacional27.
La OMS, en un comunicado de prensa del 2018 en Bankgkok, publica la
problemática más seria con respecto a RAM (resistencia a los antimicrobianos), 27
donde se estima que las bacterias resistentes más frecuentes son Escherichia coli,
Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae y
Salmonella spp. Los cuales son reportes recientes, emitidos por el nuevo sistema
de vigilancia de la resistencia antimicrobiana GLASS, el cual ha revelado la
presencia generalizada en 22 países con un número aproximado de 500.000
personas con infecciones bacterianas, datos generados por la OMS confirman la
grave situación que representa la resistencia a los antibióticos del todo el
mundo27,29.
La amplia variación de resistencia bacteriana entre países se encuentra en al
menos un 0% y un 82% de resistencia en los antibióticos más utilizados. Es por
esto que K. pneumoniae actualmente, presenta resistencia al tratamiento
empleado como último recurso (Carbapenémicos) y se ha propagado en todas las
28
regiones del mundo, generando infecciones potencialmente mortales. Los
microorganismos más frecuentes son: Escherichia coli, como principal agente
etiológico de infecciones de vías urinarias, que ha tomado resistencia a
tratamientos de primera línea (Fluoroquinolonas), volviéndolo ineficaz a más de la
mitad de los pacientes. Seguido de Staphylococcus aureus, el cual se ha descrito
que los pacientes con resistencia infecciones por cepas SARMS tiene una
probabilidad de morir un 64% mayor que los pacientes no infectados por cepas
resistentes a meticilina 30.
En Colombia, el Instituto Nacional de Salud (INAS) en el año 2016, ha reportado
2.982 casos de infecciones en el servicio de UCI. El número de casos totales se
dividen en tres situaciones de riesgo. En primer lugar, 2.260 casos equivalente al
75.8% relacionado con bacteriemias asociadas a dispositivos médicos; el segundo
lugar 429 casos que corresponden al 14.4%, donde se involucran infecciones del
tracto urinario asociado a catéter y en tercer lugar, 293 casos que pertenecen al
9,8%, que involucran neumonía asociada a ventilador. Según el reporte de casos
de infecciones en estancias de UCI, se ha generado una lista de microorganismos
para las infecciones asociadas a dispositivos médicos, teniendo en cuenta su
capacidad de virulencia y adquirir resistencia: K. pneumoniae, seguidamente P.
aeruginosa, S. aureus, S. marcescens, E. coli entre otras31.
29
Por lo anterior, la búsqueda de nuevas alternativas antibióticas para tratar
enfermedades causadas por bacteriana farmacorresistentes, constituye una
acción prioritaria para alcanzar el objetivo de desarrollo sostenible número tres,
salud y bienestar (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo), que
propende por garantizar una vida sana y promueve el bienestar en todas las
edades.
En este sentido, la exploración del potencial microbicida de los compuestos de
coordinación con núcleos metálicos constituye un tópico de investigación de
vanguardia debido a las ventajas asociadas a las propiedades de estos complejos,
dentro de las que se destacan la capacidad mejorada de difusión a través de la
membrana de los microorganismos, por incremento de la lipofilicidad y disminución
de la toxicidad celular. Dentro de los estudios relacionados con la búsqueda de
nuevas moléculas antimicrobianas, se ha descrito el potencial antifúngico y
antibacteriano de derivados de azoles, capaces de unirse a enzimas y receptores
del sistema biológico actuando como inhibidores de la síntesis del ergosterol, en
hongos y de la proteína transportadora enoil acil reductasa (FabI), la cual participa
en la síntesis de los ácidos grasos, en bacterias. Cuando los ligandos de azoles se
combinan con metales como Co+2, Cu+2 y Zn+2, se ha demostrado mayor actividad
antimicrobiana que el ligando libre20.
30
De esta manera, la presente investigación busca comprobar si los complejos
metálicos de cromo (III) y cobalto (II) conteniendo ligando de triazoles pueden
exhibir actividad antimicrobiana en cepas bacterianas de alto impacto para la salud
pública, lo cual constituye una propuesta novedosa y de gran significancia, en la
búsqueda de nuevas alternativas farmacológicas para el control de la
farmacorresistencia bacteriana múltiple como un fenómeno globalizado.
31
3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Evaluar la actividad antimicrobiana y citotóxica in vitro de complejos metálicos de
cromo (III) y cobalto (II) con ligandos de triazoles en bacterias de interés clínico y
células de mamífero.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar la concentración inhibitoria mínima de los complejos metálicos
con ligandos de triazoles sobre cepas bacterianas de interés clínico.
Determinar la concentración mínima bactericida de los complejos metálicos
con ligandos de triazoles sobre cepas bacterianas de interés clínico.
Evaluar el efecto citotóxico in vitro de los complejos metálicos con ligandos
de triazoles, en células Vero.
32
4. MARCO DE REFERENCIA
4.1 ESTADO DEL ARTE
La emergencia y reemergencia de cepas farmacorresistentes en la actualidad
constituye uno de los principales retos de la medicina y la salud pública a nivel
global. Aunque la resistencia bacteriana es uno de los fenómenos biológicos y
clínicos más dramáticos reconocidos, por el alto número de defunciones
atribuibles, se sabe que es un proceso natural observado a partir del
descubrimiento de los primeros antibióticos, principalmente a la flexibilidad de los
genomas bacterianos, que les permite evolucionar sus mecanismos de resistencia
farmacológica. No obstante, el sobreuso de los antibióticos para el tratamiento de
las infecciones durante los últimos años, ha incrementado la tasa a la cual la
resistencia farmacológica se desarrolla, generando una problemática global de
grandes proporciones que demanda la búsqueda activa de nuevas moléculas para
el tratamiento de las patologías ocasionadas por cepas y caldos resistentes de los
patógenos bacterianos más comunes como Staphylococcus aureus y Salmonella
enteritidis, con alto potencial de diseminación32.
Desde hace más de cuatro décadas se ha observado un aumento en los estudios
sobre resistencia a los antimicrobianos, encontrando, que sólo en el continente
americano en los últimos 10 años se han publicado 1363 artículos originales, y
33
más de 8000 artículos en todo el mundo, en este mismo período de tiempo,
relacionados con el tema de estudio (figura 1). En este contexto, los procesos de
investigación se han enfocado en el estudio del potencial microbicida de productos
naturales, síntesis química de nuevas moléculas y/o búsqueda de moléculas que
tengan blancos terapéuticos previamente definidos como estrategias clásicas de
nuevo descubrimiento de fármacos33. Encontrándose antecedentes a nivel
nacional y mundial, relacionados a la síntesis de compuestos de coordinación
evaluando su potencial antimicrobiano descrito.
34
Figura 1. Red bibliométrica de co-ocurrencia de las publicaciones científicas
relacionadas con el tema de estudio, en el continente americano durante los
últimos 10 años.
Fuente: Propia. Imagen escala a color realizada con Vosviewer versión 1.6.13
(Base de Datos: SCOPUS®.)
El potencial antibacteriano de los azoles por su parte, ha sido descrito
previamente, demostrando su efecto como inhibidores de la síntesis de ácidos
grasos, además de las propiedades como antifúngicos, ampliamente descritas20.
Cabe resaltar que los azoles son compuestos aromáticos heterocíclicos que
contienen al menos un átomo de nitrógeno y que podrían contener heteroátomos
35
adicionales en el anillo (Sulfuro, Nitrógeno u Oxígeno). Los azoles hacen parte de
una familia heterogénea de fármacos, de amplio uso en el tratamiento de
enfermedades micóticas, gracias a su amplio espectro de acción, estabilidad
química y biodisponibilidad.
En los últimos años, sin embargo, debido a limitaciones terapéuticas para el
tratamiento de infecciones bacterianas, se ha evaluado la acción antibacteriana de
estos compuestos en coordinación con núcleos metálicos de zinc, evidenciando un
incremento considerable en su actividad in vitro mediante técnicas como difusión
en agar y micro dilución en caldo contra cepas bacterianas con relevancia
clínica20.
Otros estudios han empleado la base de Schiff con derivados de azoles, para la
síntesis y caracterización de diversos complejos metálicos, mediante
espectrometría de masa, susceptibilidad magnética y conductividad.
Investigaciones, como la realizada en Pakistán, por Chohan & Hanif (2010)
demuestran la actividad biológica usando compuestos sintetizados a partir de la
coordinación de la base de Schifft con derivados triazólicos y metales (cobalto,
niquel, zinc y cobre), contra cepas Gram negativas y Gram positivas, mediante la
técnica de difusión de disco. Obteniendo como resultados zonas de inhibición
contra cada compuesto. Los resultados de la actividad antibacteriana demostraron
que la actividad de los compuestos base Schiff se mejoró en coordinación con el
ion metálico. Esta mejora se pudo explicar a partir de la teoría de quelación, la
36
cual reduce la polaridad de un ion metálico, mejorando la lipofilidad del
compuesto34.
En Italia, Boschi et al. (2011), analizaron la actividad antibacteriana y antifúngica
de una serie de productos, en los que el 1,5-dimetil-4- (ciano-NNO-azoxi) pirazol-
3-ilo y el 1,3-dimetil-4- (ciano-NNO-azoxi) pirazol-5-ilo se unieron a piridina,
pirazol, isoxazol, tiofeno y el anillo de furano, se examinaron y ninguna molécula
mostró actividad contra las bacterias Gramnegativas probadas. Por el contrario,
algunos compuestos mostraron actividad contra dos cepas de Staphylococcus
aureus, incluida la cepa resistente a la meticilina (CIM= <128 µg mL-1). Todos los
compuestos mostraron actividad antifúngica interesante, siendo el compuesto más
activo de la serie el derivado tiofeno 7a. La actividad de este compuesto contra
Candida krusei y Candida glabrata (CMI = 0.25 y 0.5 µg mL-1, respectivamente),
dos especies de hongos resistentes a los azoles, fue notable. La presencia de la
función ciano parecía esencial para la actividad35.
En Eslovaquia, Culakova et al.36 (2013), analizaron la efectividad del CTBT (7-
clorotetrazolo [5,1-c] benzo [1,2,4] triazina) en las células bacterianas, este agente
es reconocido por ser antimicótico y quimiosensibilizador induciendo el estrés
oxidativo en levaduras y hongos filamentosos, como resultado el CTBT inhibió el
crecimiento de especies bacterianas Grampositivas (Staphylococcus aureus,
Enterococcus faecium, Bacillus subtilis, Lactobacillus spp y Enterococcus fecalis) y
Gramnegativas (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella entérica
37
serotipo Typhimurium. La acción de CTBT fue bactericida y en Escherichia coli,
CTBT indujo una mayor formación de especies reactivas de oxígeno (ROS), esto
les permitió concluir que el CTBT podría ser una herramienta útil en los estudios
de generación de ROS, detección de oxidantes y respuesta al estrés oxidativo en
diferentes especies bacterianas36.
En el Reino Unido, Wada et al.37 (2015), sintetizaron un antibiótico de poliazol
estructuralmente complejo denominado plantazolicina A, que comprende una
matriz lineal de 10 anillos de cinco miembros en dos regiones pentacíclicas que se
derivan de la síntesis de péptidos ribosómicos seguida de una extensa
modificación postraduccional. El compuesto obtuvo una potente actividad
antimicrobiana, y fue selectivamente activo contra Bacillus anthracis pero presentó
una modesta actividad frente a Staphylococcus aureus MRSA.
En España, Tejero et al38,39 (2015), prepararon dos series de polimetacrilatos
antimicrobianos (PMTA) con cationes de amonio cuaternario mono y bis-catiónico
(QUAT) mediante la alquilación controlada de N de grupos colgantes de 1,3-tiazol
y 1,2,3-triazol con yoduro de butilo (PMTA-BuI). Se diseñaron monómeros de
metacrilato mono y bis-heterocíclicos (MTA) y sus polímeros correspondientes
(PMTA) que contienen grupos 1,3-tiazol y 1,2,3-triazol con diferentes grupos
espaciadores, inspirados en heterociclos azoles encontrados en la naturaleza.
38
Se estudió la relación entre la estructura y las propiedades antibacterianas y la
toxicidad de estos compuestos con Escherichia coli y otra serie de
microorganismos como bacterias (Staphylococcus aureus, Pseudomonas
aeruginosa) y hongos (Candida parapsilosis), principalmente los indicados como
causantes de las infecciones asociadas a la asistencia sanitaria, así como su
acción hemotóxica utilizando glóbulos rojos (RBC) humanos, esto permitió
observar una excelente toxicidad selectiva contra las bacterias analizadas porque
no son hemolíticos, por el contrario, los análogos de N-alquil más largos, que
condujeron una reducción en la actividad antimicrobiana (CMI < 128 µg mL−1 ),
mostrando una relación estructura- actividad general que depende del equilibrio
anfifílico del policatión.
En Rumania, Oniga et al40. (2016), sintetizaron una nueva serie de 4-metil-2-
(piridin-3-il) -tiazol-5-il-, usando como intermedio clave el 4-metil-2- (piridin-3-il)
tiazol-5-carbohidrazida, estos compuestos azólicos fueron seleccionados para su
actividad antimicrobiana contra bacterias Grampositivas adherentes, bacterias
Gram negativas presentando concentraciones mínimas inhibitorias de 500 -
>1000 µg mL-1, mostrando que todos los compuestos podían ser eficaces frente a
cepas de B. subtilis. Pudiéndose concluir, que los nuevos compuestos podrían
usarse como terapias complementarias junto con agentes antibacterianos
conocidos para combatir las infecciones.
39
En este mismo país de acuerdo con el anterior estudio, se pudieron plantear
investigaciones relacionadas, como la que hicieron Marc et al. (2019), realizando
la síntesis, caracterización fisicoquímica, actividad antimicrobiana in vitro y el
estudio de acoplamiento molecular de una serie de diez nuevos derivados de
tiazolidina-2,4-diona conjugados con ácido para-aminobenzoico (PABA). La
lipofilia de las nuevas moléculas se evaluó in silico.
El análisis cuantitativo elemental y los datos espectrales (espectrometría de
masas, resonancia magnética infrarroja y nuclear) fueron consistentes con los
datos esperados. Los resultados de la actividad antimicrobiana revelaron que
algunos de los compuestos sintetizados tenían actividad moderada a buena contra
E. coli ATCC 25922, S. aureus, ATCC 6538P y C. albicans ATCC 1023141.
Además, Araniciu et al., (2019), teniendo en cuenta la prometedora actividad
antimicrobiana de los compuestos que llevan los anillos de tiazol u oxadiazol en
sus estructuras, se propusieron obtener nuevas moléculas antimicrobianas con el
armazón de 2- (tiazol-5-il) -1,3,4-oxadiazol. Las estructuras de los 8 nuevos
compuestos obtenidos se confirmaron mediante caracterización fisicoquímica que
incluyó datos espectrales y análisis elemental. Se investigó la actividad
antimicrobiana contra 5 cepas bacterianas Gram positivas, 2 cepas bacterianas
Gramnegativas y 2 cepas fúngicas. Los compuestos sintetizados mostraron una
modesta actividad antimicrobiana frente a los microorganismos de estudio42.
40
En Alemania, Witek et al43. (2017), investigaron una serie de derivados de
selenazolinio fusionados (1-8), revisando sus actividades antimicrobianas in vitro
contra 25 cepas de patógenos ESKAPE (acrónimo de Escherichia coli,
Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii,
Pseudomonas aeruginosa y Enterobacter spp), usando como compuesto de
referencia Ebselen.
La mayoría de los selenocompuestos demostraron una excelente actividad in vitro
contra todas las cepas de S. aureus, con actividades comparables o incluso
superiores a la del Ebselen, y a diferencia de este, algunos derivados de
selenazolinio (1, 3 y 7) mostraron acciones significativas contra todos los
patógenos Gramnegativos analizados. El cloruro de 3-bromo-2- (1-hidroxi-1-
metiletil) [1,2] selenazolo [2,3-a] piridinio (1) fue particularmente activo
(concentraciones inhibitorias mínimas, CMI: 0,31–1,24 µg mL-1 para MRSA, y 0,31
a 2,48 µg mL-1 para bacterias Gramnegativas, demostrando una vez más que los
compuestos metálicos tienen una variada actividad antibacteriana.
En Turquía, Shirinzadeh et al.44(2018), investigaron las actividades de algunos
derivados de indol sustituidos principalmente con 1,2,4-triazol, 1,3,4-tiadiazol e
hidrazinacarotioamida para evaluar su eficacia contra Staphylococcus aureus -
MRSA, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Candida albicans y Candida krusei,
encontrando que los compuestos poseían un amplio espectro de actividad con
41
valores de MIC de 3.125-50 µg mL-1 contra los microorganismos probados por lo
que concluyeron que el compuesto derivado de indol-triazol 3d es muy prometedor
como un nuevo compuesto antibacteriano y antifúngico.
Finalmente, en el Reino Unido, Bouchal et al. (2019), llevaron a cabo la síntesis de
34 compuestos a base de imidazol, los cuales fueron evaluados por sus
actividades antifúngicas y antibacterianas contra S. cerevisiae, C. albicans, C.
krusei, E. coli, C. freundii, S. braenderup, L. monocytogenes y S. aureus. En el
estudio a todos los compuestos se les realizó análisis de citotoxicidad. De acuerdo
a los resultados que se obtuvieron de los compuestos evaluados, estos no
mostraron ningún tipo de actividad antibacteriana contra todas las cepas
bacterianas utilizadas, mientras que los compuestos estudiados mostraron una
elevada actividad antifúngica contra todas las especies fúngicas que fueron
probadas, lo que les permitió concluir que el que haya una mejor actividad
antifúngica que antibacteriana, se le atribuye debido a la actividad antifúngica de
los azoles ya que impide la síntesis de ergosterol en las paredes celulares
fúngicas como antes se ha estudiado45.
En Colombia, autores como Bello et al46. (2015), analizaron la síntesis y
caracterización a partir de compuestos de coordinación con Co(II), Cu(II) y Zn(II),
en un estudio de la actividad antimicrobiana in vitro contra cepas bacterianas de
referencia de interés clínico. La investigación empleó el método de difusión de
agar y microdilución. Los resultados mostraron que los complejos sintetizados
42
presentaban actividad biológica, al menos en una cepa bacteriana. Las cepas
Grampositivas revelaron ser susceptibles a todos los compuestos evaluados. Una
de las posibles causas de la actividad biológica que se generó, fueron las
interacciones de puentes de hidrógenos con proteínas y el ADN bacteriano. Cabe
resaltar que estos compuestos, generan una mayor biodisponibilidad, solubilidad y
el incremento de lipofilicidad, permitiendo así entrar al compuesto en la célula
impidiendo su funcionamiento normal.
Este mismo autor, con su grupo de investigación en el 2018, sintetizaron y aislaron
seis nuevos complejos de derivados de azol de Co(II) y Cu(II) como sólidos
estables al aire. Las actividades antibacterianas de los complejos metálicos por sí
mismas y combinadas con nanopartículas de plata (AgNPs; 2 µg mL-1) se
evaluaron in vitro mediante ensayos de microdilución en caldo contra ocho cepas
bacterianas de relevancia clínica (S. aureus (SAMR), S. typhimurium, E.
aerogenes, B. cereus, E. faecalis, S. flexneri y E. coli). Los resultados mostraron
que los complejos solos exhibieron actividades antibacterianas moderadas. Sin
embargo, cuando los complejos metálicos se combinaron con AgNP, sus
actividades antibacterianas aumentaron (hasta 10 veces en el caso del complejo
5), mientras se mantenían las viabilidades de las células humanas. Los valores
mínimos de concentración inhibitoria (CMI 50) estaban en el rango de 25-500 µg
mL-1 46.
43
Castillo et al.20 (2016), mediante estudios in vitro evaluaron la actividad
antibacteriana con derivados del complejo de zinc de azoles y ligandos contra
nueve cepas bacterianas y siete cepas fúngicas de relevancia clínica, la
combinación de ligandos y sales de metales mostraron efectividad en al menos
una cepa utilizada. Específicamente, con relación a las bacterias, las cepas
Grampositivas probadas fueron susceptibles a todos los complejos metálicos, sin
embargo, algunos de los compuestos evaluados no fueron efectivos frente a las
bacterias Gramnegativas, estos hallazgos pueden deberse a la presencia de los
iones metálicos que varían su actividad. Sin embargo, empleando compuestos con
metales como cobalto y cobre, mostraron actividad inhibitoria frente a todas las
cepas del estudio, gracias a la capacidad de difundirse en la membrana de las
bacterias, especialmente en las Grampositivas.
En un estudio realizado por Martínez (2016)47, se caracterizó diferentes complejos
metálicos, lo que permitió evaluar el potencial antimicrobiano en diferentes cepas
de interés (Staphylococcus aureus, Escherichia coli y Candida albicans),
analizando la síntesis de sus complejos en diferentes concentraciones, mediante
la concentración mínima inhibitoria con compuestos de coordinación con sales de
metales Cu+2 y Zn+2. Los resultados mostraron que tuvieron de moderada a buena
actividad contra las cepas evaluadas, entre ellos la actividad antibacteriana más
alta se observó en los complejos con Cu, este hallazgo se debió a que exhibe la
actividad biológica causando especialmente en el ADN. Estudios anteriores
44
describen que el cobre comparado con otros complejos de metales de transición
exhibe al ADN bacteriano, debido a su toxicidad.
Y Hurtado et al. (2017)48, basados en la actividad antibacteriana referenciada en
diversos estudios, analizaron compuestos de coordinación preparados de
derivados de bdmpzm (bis (3,5-dimetilpirazol-1-il) metano y pirazoles contra
Trypanosoma cruzi, generando accion contra el tripomastigote sanguineo,
mostrando actividad antiparasitaria, debido al mecanismo de solubilidad,
biodisponibilidad e interacción del ADN de manera intramolecular, permitiendo así
el bloqueo de los mecanismos celulares metabólicos del microorganimo por la
unión con el metal. También se estableció que los ligando libres no presentaron
mayor actividad frente al parasito.Lo anterior demostró el amplio espectro que
pueden tener los derivados de los azoles frente a todo tipo de microorganismos.
4.2 MARCO TEÓRICO
4.2.1 Infecciones bacterianas.
Las infecciones bacterianas constituyen unos de los mayores problemas
asociados a la seguridad del paciente, afectando la calidad en las prestaciones de
los servicios de salud y de igual manera una gran carga económica en las
instituciones prestadoras de servicios de salud debido a que aumenta la estancia
hospitalaria de los pacientes49; según datos de la OMS, las infecciones asociadas
45
a atención en salud (IAAS) afectan a uno de cada 20 pacientes atendidos en
centros hospitalarios, lo que lleva a un total de 4,1 millones de pacientes
aquejados por este problema, de los cuales un aproximado de 37.000 mueren a
causa de las IAAS, este número se ve reflejado por el aumento en la resistencia a
los antibióticos, lo que representa una amenaza en la salud a nivel mundial, en
vista de que los tratamientos se vuelven ineficaces y aumenta el número de
infecciones, la consecuencia de la resistencia a los antibiótico es desbastadora ya
que se estima que para el año 2050, las muertes atribuibles a la resistencia estará
entre 10.000 millones50.
Dentro de las infecciones bacterianas, se destacan los cocos Gram positivos, que
se encuentran involucradas en procesos a nivel de piel, vías aéreas superiores e
inferiores, sistema nervioso central entre otras que comprometen la calidad de
vida de las personas51. En Norte América, se ha reportado que las infecciones
bacterianas nosocomiales representan un 64% que involucra cocos
Grampositivos, entre ellos se encuentra Staphylococcus coagulasa negativo en un
32%, Staphylococcus aureus en un 16% y Enterococcus en un 11%, siendo estos
los principales responsables de las infecciones causadas por estos
microorganismos52, siendo tratadas con la primera línea de antibióticos para
contrarrestar su efecto, sin embargo, en los últimos años han tomado resistencia a
varios de ellos.
46
El Centers for Disease Control and Prevention (CDC) en su informe Antimicrobial
Resistence Threats incluyó a las Enterobacterias productoras de betalactamasas
de espectro extendido y cabapenemasa junto a Pseudomonas aeruginosa y
Acinetobacter baumannii como los patógenos de especial interés epidemiológico,
con mayor frecuencia causante de infecciones a nivel intrahospitalario asociadas
con elevada morbilidad53. El aumento de las infecciones intrahospitalarias y
extrahospitalaria causadas por bacilos Gramnegativos comprenden un alto
número de infecciones relacionadas con la mayor parte del ser humano como: el
sistema digestivo, sistema urinario, sistema respiratorio, sistema nervioso central,
entre otras54. El mal manejo de infecciones causados por este tipo de
microorganismos, ha generado un problema de salud pública debido a la
resistencia que se ha generado en los últimos años a los diferentes
antimicrobianos que se emplean como primera elección a consecuencia de los
tratamientos empíricos y combinación de antimicrobianos sin evaluar frente a que
mecanismo se enfrenta22.
Según los resultados de la vigilancia nacional de la resistencia antimicrobiana en
bacterias Gram negativas y Gram positivas, se reportó en Colombia (2012-2014 )
después de establecer se reglamentó la vigilancia en resistencia bacteriana por el
Instituto Nacional de Salud (2012), los microrganismos más prevalentes durante
los años de estudio en las unidades de cuidados intensivos, destacandose K.
pneumoniae, seguido de E. coli, P. aeruginosa y S. aureus como agentes
47
etiológicos con perfil fenotípico de resistencia a los antimicrobianos que se
emplean, cursando con consecuencia fatales en los pacientes.
Algunos de los casos de resistencia más importantes que se han reportado en el
informe de vigilancia nacional, se encuentran S. aureus siendo causante de
enfermedades asociadas a la atención en salud de piel y en tejidos blandos, entre
otras54. De manera general, las infecciones causadas por agentes microbianos
están relacionadas con altas tasas de mortalidad. Es por esto, que es de vital
importancia desarrollar nuevos medicamentos de mayor espectro, menor toxicidad
y con menores concentraciones mínimas inhibitorias22.
4.2.2 Tratamiento a infecciones bacterianas.
Los antimicrobianos han cumplido un papel fundamental como tratamiento para
las diferentes infecciones bacterianas que impactan a la sociedad, por lo que con
en el avance de la medicina, ha sido constante la búsqueda de nuevas moléculas,
con la finalidad de prevenir las infecciones bacterianas y no permitir aumentar las
tasas de mortalidad generadas por ellas56.
Desde el siglo XVII, se han empleado los antibióticos para tratar infecciones
bacterianas, sin embargo, la farmacoterapia empezó durante el siglo XX donde se
conocieron los primeros datos de toxicidad selectiva y características químicas
48
específicas de cada uno de los microorganismos57. Uno de los principales
descubrimientos y base para el desarrollo del antimicrobiano más conocido, fue
realizado por Alexander Fleming, quien descubrió por casualidad la Penicilina en
una placa de petri contaminada por el hongo Penicillium, mostrando actividad
tóxica en las bacterias y baja toxicidad en el humano56.
De este modo, los antibióticos se pueden definir como sustancias químicas
procedentes del metabolismo microbiano (bacterias, hongos o actinomicetos) o
sintetizados en laboratorio, que ejerce la capacidad de matar o inhibir el
crecimiento de otros patógenos57. Actualmente constituyen un grupo heterogéneo
de sustancias con diferentes comportamientos farmacocinético y
farmacodinámico, generando una acción específica frente al microorganismo en
bajas concentraciones. Asimismo, se han clasificado según su efecto bacteriano
como bacteriostáticos o bactericida, esto puede variar según el microrganismo y la
concentración del antimicrobiano. Un claro ejemplo de su efecto es lo indicado por
Bado et al. no es lo mismo un betalactámico con escasa penetración celular, que
un macrólido que se concentra a nivel intracelular, tratando de explicar que la
farmacocinética se basa en absorción, distribución y eliminación, mientras que la
farmacodinamia intenta ejecutar su efecto deseable que sería efectuar la muerte
bacteriana58.
49
4.2.2.1 Los mecanismos de acción de los antibióticos.
Los mecanismos por los cuales el antibiótico es capaz de inhibir o destruir la célula
bacteriana son, por medio de toxicidad selectiva, inhibición de la síntesis y la
función de la membrana celular, inhibición de las vías metabólicas e inhibición de
la síntesis proteica (figura 2) 58.
Figura 2. Mecanismos de acción de los antibióticos.
Fuente: Modificado de Tintinalli et al 59.
En la actualidad se conocen más de 5000 antimicrobianos, donde
aproximadamente, el 75% son producción del género Streptomyces y otros
sintetizados in vitro, los cuales según su estructura química se han clasificado en
familias y subfamilias, por ejemplo, los Betalactámicos, se caracterizan por poseer
50
un anillo betalactámico en su estructura que está compuesto por 3 átomos de
carbono y un átomo de nitrógeno. En esta categoría se pueden incluir: Penicilinas,
Cefalosporinas, Monobactámicos, Inhibidores de betalactamasas y
Carbapenémicos60.
Según la OMS (2019), los antimicrobianos se consideran como fármacos sociales,
debido al uso inadecuado de ellos, siendo un factor importante que ha contribuido
al desarrollo fenotípico de resistencia microbiana a ciertos fármacos de manera
adquirida o natural, generando que cada bacteria sea selectiva a la hora de
evaluar su perfil antimicrobiano. Uno de los mayores impactos, se presenta
frecuentemente en hospitales, por el uso intenso de los antimicrobianos de
primera línea. La farmacorresistencia genera disminución o inactivación de la
acción de los agentes antimicrobianos, de este modo incrementa los costos
médicos, prolongación de estancia hospitalaria y aumento de morbilidad57.
4.2.3 Resistencia bacteriana.
En algunos países desarrollados el buen uso de los antibióticos ha ayudado a
reducir la morbilidad y mortalidad que causan las bacterias; sin embargo, en otros
países, la resistencia bacteriana ha desarrollado un problema de salud pública, por
la presión selectiva ejercida sobre las bacterias, debido a un mal uso de estos
fármacos, poca adherencia a los tratamientos, la automedicación y corrupción
administrativa en el sistema de salud, lo cual impulsó al aumento de los
mecanismos de resistencia de diferentes microrganismos, viéndose de este modo
51
afectado el tratamiento ambulatorio y hospitalarios establecido frente a las
infecciones causadas por estas bacterias61.
Se conoce como resistencia el mecanismo mediante el cual el microorganismo
disminuye la acción que ejerce frente al antibiótico, se considera que una bacteria
es sensible a un antibacteriano cuando la concentración de este, en el lugar de la
infección es al menos 4 veces superior a la concentración mínima inhibitoria; por
otro lado, si la concentración está por debajo se considera que es una bacteria
resistente. Se presentan dos tipos de resistencia, la natural (intrínseca o
cromosómica) donde una misma especie bacteriana presenta un mecanismo
propio de ella, que va a permanecer persistentemente y de esta manera le
permitirá resistir a ciertos antibióticos, proporcionando una ventaja competitiva
frente a otras cepas. Y la resistencia adquirida, la cual en los últimos años se ha
incrementado de manera progresiva, lo que conlleva a fracasos terapéuticos en
pacientes infectados con bacterias, especialmente las oportunistas, que han
tomado resistencia frente a medicamentos62.
Diferentes estudios han demostrado que esta aparición se debe a cambios
conformacionales en su genoma o transmisión del material genético
extracromosómico, procedentes de otras cepas bacterianas sin necesidad de
haber tenido contacto con el antimicrobiano, fenómeno conocido como
Transferencia horizontal de genes. Estos mecanismos genéticos de resistencia
permiten el intercambio de información vía Transformación, Transducción,
52
Conjugación y Transposición lo que genera inhibición del efecto bacteriostático o
bactericida del fármaco (figura 3) 63.
Figura 3. Transferencia horizontal de genes
Fuente: Kenneth J. Ryan y C. George Ray63.
Además de lo anterior, se han demostrado varios mecanismos de resistencia
frente al antibiótico mediados por estos genes de resistencia.
53
4.2.3.1 Mecanismos de Resistencia.
La selectividad de los antibióticos se explica por la acción sobre el proceso
biológico normal de la célula o estructura microbiana que difieren de los
mamíferos. Por ejemplo, algunos antimicrobianos empleados, actúan a nivel de la
síntesis de la pared bacteriana, otros inhiben el folato, en general cada grupo de
antibióticos actúa de una forma u otra63.
En circunstancias ideales, la toxicidad selectiva se basa en la eficacia tóxica de su
capacidad de inhibir una reacción bioquímica específica y esencial, en este caso
para la célula procariota. De este modo, para que el antibiótico ejerza su
mecanismo de acción es necesario que llegue a su foco infeccioso, penetre la
célula y alcance intracelularmente la concentración necesaria para su acción60.
Los principales mecanismos de resistencia podrían resumirse en cuatro
categorías: modificación enzimática de antibióticos, bombas de salida, cambios en
la permeabilidad de la membrana y alteración del sitio de acción (figura 4).
54
Figura 4. Mecanismos de Resistencia.
Fuente: Kenneth J. Ryan y C. George Ray61.
A. Barrera de exclusión.
B. Blanco alterado.
C. Inactivación enzimática
55
Enzimas hidrolíticas.
La bacteria tiene la capacidad de sintetizar enzimas que hidrolizan el antibiótico,
haciendo que haya una destrucción de la acción bacteriana impidiendo que actúen
sobre el microorganismo. El ejemplo más estudiado es el de las Betalactamasas
las cuales actúan en los betalactámicos, quienes se unen irreversiblemente a la
proteína de unión a la penicilina (PBP), evitando que las bacterias sinteticen la
pared celular (figura 5a). Las enzimas betalactamasas interactúan en el anillo
betalactámico, pero forman solo un enlace temporal, lo que lleva a la inactivación
del fármaco (figura 5b) 64.
Figura 5. Acción de los betalactámicos y las betalactamasas.
Fuente: Modificado de Smith, Kenneth (K.P.)(62).
56
Modificación del sitio activo.
Se lleva a cabo la modificación de un aminoácido generando un blanco diferente,
disminuyendo la afinidad de unión con el antibiótico. Por ejemplo, la enzima
transpeptidasa cataliza la formación de enlaces covalentes de las cadenas
laterales de aminoácidos, en una cepa sensible, la vancomicina se une
directamente a los aminoácidos, lo que evita la unión de la transpeptidasa (figura
6a), en las cepas resistentes se da una sustitución del aminoácido terminal por lo
que ya no se unirá la Vancomicina (figura 6b) 64.
Figura 6. Modificación de sitios activos.
Fuente: Modificado de Kenneth J. Ryan y C. George Ray65.
57
Disminución de la permeabilidad celular.
La mayoría de los antibióticos están dirigidos a procesos intracelulares y deben
poder penetrar la envoltura celular bacteriana. En particular, la membrana externa
de las bacterias Gramnegativas proporciona una barrera difícil de traspasar.
Esencialmente, hay dos vías que los antibióticos pueden tomar a través de la
membrana externa: una vía mediada por lípidos para antibióticos hidrofóbicos y
porinas de difusión generalmente para antibióticos hidrofílicos.
Las composiciones de lípidos y proteínas de la membrana externa tienen un fuerte
impacto en la sensibilidad de las bacterias a muchos tipos de antibióticos, y la
resistencia a los medicamentos que implica modificaciones de estas
macromoléculas es común por el cambio en la forma o número de porinas, lo que
bloquea el ingreso del antibiótico a la bacteria (figura 7) 65.
Figura 7. Pérdida de permeabilidad por configuración de Porinas
Fuente: Modificado de Tanimittal66
58
Bombas de flujo.
El flujo de salida de los fármacos es un mecanismo clave de resistencia en
bacterias Gram negativas. Estos sistemas bombean solutos fuera de la célula. Las
bombas de flujo permiten a los microorganismos, regular su entorno interno
mediante la eliminación de sustancias tóxicas, incluidos los agentes
antimicrobianos, los metabolitos y las moléculas de señal de detección de quórum.
Las bombas de flujo pueden estar formadas por un solo componente o por
múltiples componentes, encontrándose estos últimos exclusivamente en bacterias
Gram negativas66.
Estas bombas se han clasificado en diferentes familias por el número de
componentes, el número de regiones transmembrana, la fuente de energía
utilizada por la bomba y los tipos de moléculas que la bomba exporta (figura 8) 68.
59
Figura 8. Bombas de flujo en bacterias Grampositivas y Gramnegativas.
Fuente: Modificado de Piddock, L.J.V. 68.
4.2.4 Patógenos Prioritarios Globales.
La Organización Mundial de la Salud (2017), publicó la primera Lista de
Patógenos Prioritarios Globales resistentes a antimicrobianos o Global PPL, por
sus siglas en Inglés, como un ejercicio de priorización realizado por expertos, que
reflejan los principios de integridad, no redundancia, no solapamiento e
independencia de preferencia en donde se determinó como características para
integrar este listado las siguientes variables: mortalidad por todas las causas,
asistencia sanitaria y carga comunitaria, prevalencia de resistencia, tendencia de
60
resistencia a 10 años, transmisibilidad, prevención en entornos hospitalarios y
comunitarios, tratabilidad y desarrollo farmacológico actual, presentando con
mayor relevancia un grupo de bacterias Gram negativas farmacorresistentes.
Estos microrganismos en los últimos años han adquirido resistencia a un elevado
número de antiinfecciosos como los carbapenémicos y las cefalosporinas de
tercera generación, siendo los antibióticos de primera opción para tratar bacterias
con estas características17.
El objetivo de priorizar a estas bacterias en un listado fue promover la
investigación y desarrollo de nuevos antibióticos, así como dar pautas a los entes
financiadores para darle relevancia a los proyectos que buscan nuevas moléculas
contra estos microorganismos. Debido a la amenaza de farmacorresistencia, la
lista de la OMS se divide en tres categorías según la necesidad de estos nuevos
medicamentos17
Prioridad critica: Acinetobacter baumannii (carbapenem resistente), Pseudomonas
aeruginosa (carbapenem resistente) y la familia Enterobacteriaceae (carbapenem
resistente y resistentes a cefalosporinas de tercera generación). Dentro de esta
familia la OMS incluye a Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Enterobacter
spp., Serratia spp., Proteus spp., Providencia spp. y Morganella spp.
61
Prioridad alta: Enterococcus faecium (Vancomicina resistente), Staphylococcus
aureus (Meticilina resistente, Vancomicina resistente y con sensibilidad
intermedia), Helicobacter pylori (Claritromicina resistente), Campylobacter spp.
(Fluoroquinolona resistente), Salmonella spp. (Fluoroquinolona resistente) y
Neisseria gonorrhoeae (Fluoroquinolona resistente y resistentes a Cefalosporinas
de tercera generación).
Prioridad media: Streptococcus pneumoniae (No susceptible a Penicilina),
Haemophilus influenzae, (Ampicilina resistente) y Shigella spp (Fluoroquinolona
resistente).
Dentro de las aclaraciones que hace la OMS a este listado está la ausencia de la
Micobacterias, incluida Mycobacterium tuberculosis, pues como organización
considera que ya es claro que globalmente estas bacterias están priorizadas y es
urgente la búsqueda de antiinfecciosos que contrarresten su presencia17.
Adicional al listado, el Sistema Mundial de Vigilancia de la Resistencia a los
Antimicrobianos de la Organización Mundial de la Salud, denominado GLASS por
sus siglas en inglés, publicado en el 2018, describe que las bacterias más
frecuentes son de prioridad elevada, especialmente, porque se encuentran en
estancia hospitalaria. Son microrganismos que por su fácil transmisión, mediante
dispositivos médicos, catéteres, ventiladores y otros objetos inanimados que estén
62
en contacto con los pacientes, adquieren mecanismos de resistencia por la
transferencia horizontal26.
4.2.4.1 Escherichia coli como modelo de Prioridad Crítica. En los últimos años
E. coli se ha denominado como uno de los principales enteropatógenos causante
de diarrea e infecciones de vías urinarias en niños y adultos. Sobre este
microrganismo se han descrito seis serotipos que involucran procesos diarreicos,
siendo diferenciados mediante su mecanismo de patogenicidad y factores de
virulencia69.
La resistencia que se presenta afecta el manejo farmacocinético de diferentes
antibióticos. Por lo que las Enterobacterias presentan alta resistencia a
Betalactámicos (Ampicilina), Quinolonas, Tetraciclinas, Cloramfenicol, y
Trimetropim-sulfametoxazol; los principales mecanismos de resistencia que se han
estudiado en E. coli se deben a la adquisición de diversos procesos moleculares
de resistencia a los que se les atribuye cambios puntuales a nivel cromosómico o
transferencia de material genético de la misma o de diferente especie70.
Para contextualizar los mecanismos de resistencia que se presentan frente a este
microrganismo, se puede resaltar lo que ocurre frente a la familia de antibióticos
como los Betalactámicos, cuyo mecanismo de acción es interferir la síntesis del
63
peptidoglicano en la fase final de la pared bacteriana, otro mecanismo que se le
atribuye es la hidrólisis enzimática por la presencia de enzimas Betalactámicas
que ejercen su acción en el enlace amida del núcleo Betalactámico, causando la
inactivación del antibiótico70.
En el mecanismo de acción de las Quinolonas, ésta presenta inhibición de la
Topoisomerasa tipo II (ADN girasa y topoisomerasa IV). Según estudios realizados
han demostrado que el mecanismo por el cual se presenta la resistencia es
mediante una mutación puntual donde se genera un cambio en los aminoácidos lo
que así lleva a cabo la modificación en el punto de acción de la Quinolona,
logrando una alta resistencia al Ácido Nalidíxico. Por otra parte, el mecanismo de
resistencia de las Tetraciclinas es llevado a cabo mediante un sistema de flujo, sin
embargo, existen otros mecanismos como protección ribosomal y acción
enzimática sobre ellas, codificadas por diferentes genes, lo que inhibe su
mecanismo de acción al evitar la síntesis de aminoacil-tRNA en el ribosoma.
Además, el Cloramfenicol es el más frecuente en presentar mecanicismos de
resistencia, especialmente la inactivación enzimática por acetilación mediante
diferentes tipos de Cloramfenicol acetiltransferasa (CAT) y para finalizar en el caso
de Trimetropim-sulfametoxazol se encuentra implicado con la adquisición de
genes mutados mediante elementos móviles69,71.
64
4.2.4.2 Salmonella enterica serotipo Typhimurium y Staphylococcus aureus
como modelos de Prioridad Alta. En los últimos años, la mayoría de las
especies bacterianas han desarrollado resistencia a uno o más antibióticos,
generando así alerta a nivel mundial, siendo la principal causa de muerte en el ser
humano. Encontrándose como modelo de prioridad alta, adquiridas en el medio
extrahospitalario a: Salmonella enterica serotipo Typhimurium, y Staphylococcus
aureus, incluidas las cepas resistentes a la meticilina. Sin embargo, S. aureus
también se encuentra presente intrahospitalariamente, siendo el patógeno con
más adaptación y resistencia para ocasionar diferentes enfermedades
infecciosas72.
Salmonella enterica serotipo Typhimurium. Es un patógeno asociado a
gastroenteritis en humano por trasmisión fecal oral, el cual se trata con
antibióticos como las cefalosporinas u fluoroquinolonas; sin embargo, este
patógeno ha causado un mecanismo de resistencia donde se encuentra presente
dos categorías: transmisión de material genético extracromosómico procedentes
de otros microorganismos o por mutaciones en el genoma. Los estudios han
descrito que unos de los principales mecanismos de resistencia que han surgido
se deben a la mutación del gen regulador ramRA y genes asociados a un impacto
sobre las bombas de flujo activo; donde el gen ramRA tiene un mayor efecto y se
le atribuye la pérdida de susceptibilidad a un gran número de antibióticos.
65
En los humanos el serotipo que adquiere mayor facilidad de resistencia se
encuentra en Salmonella enterica serotipo Typhimurium, por lo que se ve en
aumento la prevalencia de resistencia a este microorganismo en países
desarrollados73.
Salmonella, como objetivo epidemiológico se ha reportado como uno de los cuatro
principales agentes causales de enfermedad diarreica aguda. El panorama
general de enfermedades de transmisión alimentaria reporta al año, que
aproximadamente 1 de cada 10 personas contrae alguna de estas patologías. Sin
embargo, la mayoría de los serotipos de Salmonella se encuentran en una gran
diversidad de hospederos y por lo general causan gastroenteritis y no presenta
complicaciones, pero en caso de afectar a niños, ancianos o pacientes
inmunosuprimidos pueden llegar a ser letales.
A ese grupo pertenece Salmonella enterica serotipo Typhimurium, siendo uno de
los serotipos más importantes de Salmonella transmitida de animales a personas a
nivel global, después de Salmonella enterica serotipo Enteriditis73,74.
La terapia farmacológica para estos casos no está recomendada, ya que se
describe que los antimicrobianos no podrían eliminar totalmente la bacteria, el cual
ayudaría a generar una cepa resistente, fenómeno que se ha agudizado con el
uso indiscriminado de estos antiinfecciosos por automedicación. El tratamiento
para Salmonella enterica serotipo Typhi también ha cambiado debido a la alta
resistencia presentada; además, actualmente se han descrito cepas de Salmonella
66
no-tíficas con alta resistencia al Ácido Nalidíxico, lo que conlleva a su vez, a una
disminución en la susceptibilidad a Fluoroquinolonas75.
Staphylococcus aureus. Es uno de los patógenos con mayor potencial
para atacar diversos órganos diana causando múltiples infecciones, se le
relaciona con patologías a nivel comunitario o asociadas a la atención en salud,
principalmente, cuando hay predisposición e inmunosupresión en el hospedero.
Este microrganismo hace parte de la microbiota de la piel y mucosas. Se le
reconoce como patógeno de prioridad alta, debido a su potencial de diseminación
y la capacidad de adquirir resistencia intrínseca a la mayoría de los antibióticos de
uso clínico76.
Staphylococcus aureus, se encuentra ampliamente distribuido a nivel mundial
generando un gran impacto a nivel de salud pública en los indicadores de morbi-
mortalidad a nivel intrahospitalario y comunitario. Sin embargo, su principal
problema a nivel mundial se presenta en infecciones causadas por
Staphylococcus aureus Meticilina resistente (SARM), debido a su resistencia, ya
que son cepas productoras de betalactamasas y en casos de contraer una
infección adquirida en la comunidad, o vinculada a la piel o tejidos blando, puede
llegar a ser mortales por su mecanismo de diseminación por el torrente
sanguíneo77.
67
La problemática por la farmacorresistencia de este microorganismo se produjo
desde la década de los 60, con el desarrollo de resistencia adquirida a la Meticilina
y Oxacilina y la aparición de cepas SARM. Se han descrito al menos tres
mecanimos de resistencia frente a los Betalactámicos, relacionados entre sí:
producción de Betalactamasas, fenómenos de tolerancia y resistencia a proteínas
fijadoras de penicilina.
La resistencia, según diversos estudios, es conferida por la producción de síntesis
de Proteínas de unión a la Penicilina modificada, denominada PBP 2a, la cual
tiene una baja afinidad a la Meticilina y a los otros Betalactámicos, cuya proteína
no se encuentra en cepas de S. aureus susceptibles a Meticilina. Esta proteína es
sintetizada por el gen MecA, que se encuentra integrado al cromosoma
bacteriano, lo que impide que la Meticilina pueda adherirse al sitio de acción, para
bloquear la enzima transpeptidasa, impidiendo la síntesis de la pared bacteriana78.
4.2.5 Complejos Metálicos. En química se denomina a los compuestos de
coordinación como complejos metálicos, ya que poseen un metal de transición
como átomo central, rodeado por un grupo de electrones libres, que se conocen
como ligando. Esta formación se puede considerar como una reacción ácido-base
de Lewis, en la cual el catión metálico actúa como ácido, siendo el aceptor de
pares de electrones y el ligando como base, actuando como el donante79.
68
El compuesto metálico reacciona formando enlaces con un ligando, el cual posee
uno o más pares de electrones neutros, con carga positiva o carga negativa. El
ligando se ubica alrededor del ion metálico formando una esfera de coordinación
geométrica, es decir la cantidad de ligando que se encuentran se ve limitado por el
número de coordinación del ion metálico. Un ejemplo de complejos, es el ion
[Co(NH3)3]3+, en el que el ion Co3+ es rodeado por seis ligandos de tipo NH3. Este
mecanismo de acoplamiento se basa en las tres teorías que explica la naturaleza
de la formación de enlaces las cuales son: teoría del enlace valencia, la teoría del
campo ligando y la teoría de orbitales moleculares80.
4.2.5.1 Ligandos. La primera observación realizada de un compuesto de
coordinación completamente inorgánico, realizada científicamente, fue la
formación en disolución del complejo de cobre y amoniaco hecha por Andreas
Libavius en 1597, sin embargo, la composición de los complejos de coordinación o
ligandos se conoce desde del siglo XIX, con el Azul de Prusia, el cual fue el primer
ligando registrado y obtenido por Heinrich Diesbach en 170481.
El avance en los estudios para los ligandos empezó cuando Alfred Werner convino
las fórmulas y los isómeros demostrando que las fórmulas de los compuestos de
cobalto (II) y cromo (III) pueden llevarse a cabo si el metal tiene seis ligandos en
una geometría octaédrica. Los primeros en utilizar el término "Ligando" fueron los
químicos Sophus Mads Jorgensen (1837-1914) en compañía de Alfred Wener
69
(1866-1919), estos químicos al llevar a cabo el análisis de los ligandos tuvieron
diferencias en el fundamento de la interpretación, por lo que los dos tuvieron que
sintetizar una variedad de compuestos de coordinación saturados como las sales
metálicas para observar cómo los ligandos se unen para formar compuestos de
coordinación. Los dos químicos desarrollaron teorías para explicar la actividad
química que se producía, Werner llevó a cabo el desarrollo de la esfera de
coordinación. Explicando la conductividad eléctrica y la isomería de los complejos;
la teoría propuesta por Jorgensen se le conoce como teoría de las cadenas en
donde explica la existencia de los complejos metálicos81.
Un análisis llevado a cabo sobre las interacciones dominantes recomienda que las
interacciones de Van de Waals y los efectos hidrofóbicos proveen una base de
topo razonable para entender las afinidades de unión al conjunto de ligandos. La
teoría descrita del campo de ligando, en química, es una de varias teorías que
facilitan la estructura electrónica de los complejos, en especial los complejos de
metales de transición. La teoría del campo de ligando trata los orígenes y las
consecuencias de las interacciones metal-ligando como un medio para esclarecer
las propiedades magnéticas, ópticas y químicas de los diferentes compuestos82.
La teoría del campo del ligando avanzó gracias a la teoría del campo cristalino la
cual fue desarrollada para tratar solidos cristalinos por Hans Albrecht Bethe por lo
que se considera el enlace metal-ligando como un enlace iónico; es decir, el
enlace que esta originado de dos partículas de cargas eléctricas opuestas82.
70
Además, supone que la estructura electrónica del átomo de metal está modificada
por el campo eléctrico generado por las cargas negativas circundantes que se
denominan el campo del ligando. Característico de esto son, los efectos del campo
ligando en los cinco d que se consideran orbitales de una capa interna de
electrones del átomo central83.
Los Ligandos, son moléculas que tienen la capacidad de actuar como complejos
cuando se unen a una biomolécula, estos deben poseer átomos que cuenten con
al menos un par de electrones de valencia que no pueden estar compartidos. Los
ligandos pueden unirse a metales y esta unión del ligando al metal puede ser a
través de un solo átomo, en cuyo caso se llama ligando monodentado, o a través
de dos o más átomos, en cuyo caso se llama ligando didentado o polidentado
(agentes quelantes y puentes), y si tienen la capacidad de actuar como
monodentados, pero de dos maneras diferentes ya que poseen un tamaño
demasiado pequeño como para ser capaces de donar electrones con ambos
átomos a la vez se les conoce como ambidentados84.
Teniendo en cuenta lo anterior en el ejemplo de la figura 9, los ligandos que están
unidos al ion central llevan a cabo la formación de la esfera de coordinación de
este. El número de zonas en donde los ligandos llevan a cabo la unión del ion
metálico se nombra número de coordinación del complejo. Si un ion central se
ordena con seis ligandos monodentados su número asignado de coordinación
será 6 85.
71
Figura 9. Bosquejo de ion central
Fuente: Coordinación de Compuestos85.
Además de esto, existen diferentes formas de clasificar los ligandos de acuerdo
con su tamaño, carga, cantidad de enlaces donados al metal entre otros86.
Ligandos dadores pi y sigma: tienen la capacidad de poder estabilizar
metales con elevados niveles de oxidación. Se conocen por tener un núcleo
electrónicamente denso.
Ligandos dadores sigma: solo son dadores y se encargan de estabilizar el
estado de oxidación más equilibrado, donando enlaces con el metal.
Ligandos dadores sigma y aceptores pi: mantienen estabilizados estados de
oxidación muy bajos.
72
Complejos: tienen la capacidad de diferenciarse del resto de los ligandos ya
que son un tipo especial de dadores y aceptores, los complejos pueden
interactúan con la densidad electrónica de una molécula87.
Últimos estudios realizados han reportado la síntesis y caracterización de ligandos
y compuestos de coordinación con Co(ll), Cu (II) Y Zn (II), los cuales han mostrado
actividad biológica, debido a que estos metales se encuentran asociados en
procesos biológicos. Por esta actividad biológica que se presenta, se han
realizado muchos estudios haciendo uso de complejos de compuestos de
coordinación, encontrándose un incremento considerable a nivel antimicrobiano de
los complejos respecto a los azoles libres. Esto se debe al aumento de lipofilicidad
ya que le permite a la membrana de la célula, el paso exclusivo de la sustancia
liposoluble. Dada la comprobada actividad que presentan los compuestos de
coordinación para infecciones bacterianas y fúngicas, es indispensable la
determinación de la estructura, composición y geometría de los compuestos
sintetizados para estudio como agentes antibacterianos de estos mismo45.
4.2.6 Azoles como antimicrobianos. Los compuestos azólicos se conocen por
presentar actividad antifúngica, presentando de este modo un gran espectro de
acción, estabilidad química y posibilidad de administración por vía oral y parental.
Múltiples trabajos han puesto en manifiesto la utilidad de los azoles por el
mecanismo de permeabilidad que presenta en la célula. Los triazoles, son los que
han mostrado mayor actividad antimicrobiana, gracias a que presenta en su
estructura, heterocíclicos que contienen nitrógeno, el cual en unión a un metal o
73
ligando mejora la actividad de la molécula resultante en comparación con sus
precursores por separados88.
A pesar de ser un compuesto antifúngico, se ha reportado en diversos estudios la
efectividad antimicrobiana de los azoles unidos con metales como cobalto, níquel,
cobre, zinc, cadmio, y otros metales de transición, visto que son biocompatibles de
baja toxicidad en humanos. En relación a los azoles con sus respectivo ligando, se
ha descrito por diversos estudios de investigacion que la actividad antimicrobiana
que ejerce,es eficientes contra bacterias Grampositivas que contra
Gramnegativas, puesto que la membrana externa posee una carga negativa, que
confiere resistencia a compuestos hidrofóbicos y por lo tanto hace que la
membrana sea más estable, con mayor integridad20.
Se dice que la actividad que ejerce este azol frente a una bacteria, es debido a su
capacidad de anclarse con el ADN y a su participación en la activación de los
canales de sodio. Esto indica que exhiben cambios en la permeabilidad de la
membrana bacteriana, la producción de enzimas que inactivan los antibióticos, y la
mutación de los sitios activos, especialmente la mayor actividad se ha demostrado
en los pirazoles ya que pueden inhibir la ADN girasa y topoisomerasa IV en
bacterias, en algunos casos89.
74
5. METODOLOGÍA
5.1 TIPO DE ESTUDIO
Se llevó a cabo un estudio experimental en el cual se analizó la actividad citotóxica
y antibacteriana de 11 compuestos correspondientes a 6 complejos de cromo (III)
y cobalto (II), 2 sales metálicas y 3 ligandos triazólicos.
5.2UNIDAD DE OBSERVACIÓN
Concentración citotóxica cincuenta y noventa (CC50 y CC90, respectivamente) y las
concentraciones inhibitorias mínima (CMI) y bactericida mínima (CBM).
5.3 UNIDAD DE ANÁLISIS
Células Vero ATCC CCL-81 (fibroblastos de tejido renal de Cercopithecus
aethiops) y cepas de referencia de S. aureus (ATTC 11632), E. coli (ATCC10536)
y S. enterica serotipo Typhimurium (ATCC14028).
5.4 HIPOTESIS
Los complejos metálicos de cromo (III) y cobalto(II) con ligandos triazólicos inhiben
patógenos bacterianos como S. aureus, E. coli y S. tiphymurium y no son
citotóxicos para células de mamífero.
5.5 MATERIAL BIOLÓGICO Y CONDICIONES DE CULTIVO
La actividad antibacteriana de los complejos metálicos con ligandos triazólicos fue
evaluada utilizando cepas de referencia de S. aureus (ATTC 11632), E. coli
(ATCC10536), S. enterica serotipo Typhimurium (ATCC14028), que se cultivaron
75
en agar nutritivo y fueron incubadas a 37°C. Para los ensayos de sensibilidad
antimicrobiana y para la determinación de la concentración bactericida mínima se
empleó el medio de cultivo Muller Hinton (MERCK).
Para los ensayos de citotoxicidad se utilizaron células epiteliales de riñón de mono
verde africano (Vero, CCL-81) que fueron mantenidas en medio de cultivo Roswell
Park Memorial Institute (RPMI) suplementado con suero fetal bovino inactivado a
37°C. La incubación de las células se hizo a 37°C, en una atmósfera de CO2 al
5%, con un porcentaje de humedad del 95%.
5.6 COMPUESTOS EVALUADOS Y MEDICAMENTOS DE REFERENCIA
En el presente estudio se utilizaron 11 compuestos correspondientes a 6
complejos metálicos, de los cuales 3 tenían núcleo de Cromo (III) y 3 de Cobalto
(II) con ligandos triazólicos; 3 ligandos y dos sales metálicas, a saber: Cloruro de
cromo y Cloruro de cobalto, las cuales fueron empleadas para la síntesis de los
compuestos de coordinación, en la facultad de Química de la Universidad de los
Andes (Anexo 1).
Los compuestos se disolvieron en Dimetilsulfóxido (DMSO) para la preparación de
las soluciones stock, a partir de las cuales se hicieron soluciones de trabajo que
fueron secuencialmente diluidos en caldo Mueller Hinton para garantizar que el
porcentaje de DMSO no superara el 1%. Como medicamentos de referencia se
utilizaron Gentamicina y Ampicilina.
76
5.7 DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN INHIBITORIA MÍNIMA
Para la determinación de la CMI se utilizó la técnica de microdilución en caldo, de
acuerdo a los lineamientos establecidos por el CLSI, guía M07-A9 , que en
términos generales consiste en estandarizar un inoculo con 105 células/ mL, a
partir de un cultivo de 24 horas de incubación, que se puso en contacto con las
diferentes concentraciones de prueba de cada uno de los compuestos. Cada
compueso fue probado en un rango de concentraciones de 1,95-2000 µg mL-1,
para lo cual se prepararon soluciones de trabajo concentradas en DMSO y se
realizaron diluciones seriadas en caldo Mueller Hinton. Como antibióticos de
referencia se utilizó Gentamicina en rango de concentración de 0,0098-10 µg mL-1
o Ampicilina en concentración de 0.0048-5 µg mL-1MIC, de acuerdo con la cepa
probada en cada uno de los ensayos.
La CMI correspondió a la menor concentración probada en la cual se evidenció
crecimiento visible del microorganismo. La valoración del crecimiento se hizo
después de 24 horas de incubación, a 37°C. Se realizaron 3 experimentos
independientes, por triplicado, para cada compuesto, utilizando en cada caso un
control de crecimiento en caldo Mueller Hinton sin adición de compuesto de
prueba.
77
5.8 CONCENTRACIÓN BACTERICIDA MÍNIMA (CMB)
La determinación de la CMB se realizó mediante siembra masiva de 10uL de cada
una de las concentraciones inhibitorias detectadas, en agar Mueller Hinton. Las
placas se incubaron durante 24 horas, a 37°C, tiempo durante el cual se contaron
las Unidades Formadoras de Colonia (UFC), usando Cámara de Quebec. La CMB
correspondió a la dilución más baja en la cual se observó una disminución del 99%
del crecimiento de las colonias90. Los experimentos se hicieron por triplicado, en
tres momentos independientes. En todos los casos se sembraron los controles de
crecimiento en placa, por triplicado
5.9 EVALUACIÓN IN VITRO DE LA CITOTOXICIDAD
Para la evaluación In vitro de la citotoxicidad se emplearon células Vero ATCC
CCL-81 (fibroblastos de tejido renal de Cercopithecus aethiops) donadas por el Dr.
Marcos López de la Fundación Cardiovascular de Colombia (FCV), las cuales
fueron cultivadas en microplacas de 96 pózos, en cantidad aproximada de
(300000 células/mL), e incubadas por 24 horas a 37°C y 5% de CO2 hasta la
formación de la monocapa. Los compuestos de prueba se adicionaron en
concentraciones de 11.1-300 1 µg mL-1. durante 72 horas a 37°C, 5% de CO2 y
95% de humedad.
78
Posteriormente, la viabilidad celular se determinó mediante el método
colorimétrico con la sal de Tetrazolio MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-
Diphenyltetrazolium Bromide) en una concentración de 5mg/mL. Generando la
reducción del MTT por acción de las enzimas deshidrogenasas mitocondriales a
Formazán, después de su exposición a los compuestos fueron cuantificadas a una
densidad óptica a 595nm usando un lector de microplacas BioRad. La viabilidad
celular fue proporcional a la absorbancia que presentaron los cristales de
Formazán en solución90.
5.10 ANÁLISIS DE RESULTADOS
Para determinar la citotoxicidad se calcularon los porcentajes de citotoxicidad
según la fórmula descrita a continuación:
100 x (control OD - tratado OD) / control OD.
A partir de dichos porcentajes se determinaron las concentraciones citotóxicas 50
y 90 (CC50 y CC90) por regresión sigmoidal con el software informático XLfit.
Las concentraciones mínimas inhibitorias y concentraciones mínimas bactericidas
corresponden al promedio aritmético de los triplicados de cada experimento. Los
compuestos que mostraron CMI <1000 µg mL-1 y cuya CMB pudo determinarse
experimentalmente, fueron clasificados como bactericidas o bacteriostáticos,
79
aplicando el criterio descrito por GA Pankey LD Sabath90: CMB/CMI >4 =
Bacteriostático o < 4 = Bactericida. +
5.11 ASPECTOS ÉTICOS
De acuerdo a la Resolución Nº 008430 de 1993 del Ministerio de Salud de la
República de Colombia del 4 de octubre de 1993, por la cual se establecen las
normas científicas, técnicas y administrativas para la investigación en salud, esta
investigación tuvo en cuenta el Título IV de la bioseguridad de las investigaciones,
Capítulo I de la investigación con microorganismos patógenos o material biológico
que pueda contenerlos. Principalmente, en sus artículos 63-66, 68 y 71 en donde
se dispone la normatividad para el manejo de estos microorganismos.
Las bacterias que se usaron en este estudio hacen parte del grupo de riesgo II
(riesgo moderado individual y riesgo comunitario limitado). En cuanto a la
manipulación de estas bacterias, el artículo 68 dispone que deben procesarse en
laboratorios básicos de microbiología empleando gabinetes de seguridad cuando
se considere necesario, estas muestras fueron procesadas en el Laboratorio de
Microbiología del área de Docencia de la Universidad de Santander- UDES y en el
Laboratorio Celular Virginia Gutiérrez de Pineda de la Universidad de Santander-
UDES, usando el nivel de contención de riego de tipo II.
80
6. RESULTADOS
Los resultados de la concentración mínima inhibitoria (CMI) y de la concentración
mínima bactericida (CMB) para los 6 complejos de Cromo (III) (ID: 2, 5, 10) y
Cobalto (II) (ID: 4, 7, 11), los ligandos triazólicos (ID: 1, 3, 6) y las sales metálicas
usadas para su síntesis (ID: 8 y 9) se muestran en la tabla 1.
Los datos obtenidos muestran que ninguno de los ligandos triazólicos exhibió
actividad antibacteriana (CMI: 1000- >2000 µg mL-1), sin embargo, al coordinarse
con cobalto, dos de los complejos metálicos evaluados (ID4: diacuadicloro[1,1’-((5-
metil-1,3-fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-triazol)-N,N’]cobalto(II) e ID7: dicloruro de
triacua[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II)) disminuyeron sus
concentraciones inhibitorias mínimas, resultando bioactivas frente a cepas de S.
aureus. Por contraste, ninguno de los complejos metálicos de cromo (III)
evaluados, mostró actividad antibacteriana (ID:2,5,10).
Las evaluaciones in vitro de las sales metálicas analizadas mostraron que el
Cloruro de cromo (III) (ID8) tiene actividad inhibitoria del crecimiento planctónico
de las cepas de S. aureus y E. coli (CMI: 250 y 500 µg mL-1, respectivamente), la
cual corresponde a la CMI más baja de todas las obtenidas en estas cepas, con
los compuestos estudiados.
Por contraste, el cloruro de Cobalto (II) (ID9) únicamente exhibió moderada
actividad inhibitoria del crecimiento de E. coli (CMI: 500 µg mL-1). La coordinación
de este metal con los triazoles, como ya se dijo, afectó negativamente el potencial
81
inhibitorio de este compuesto sobre el crecimiento de esta bacteria, mejorando, sin
embargo, el potencial anti-S. aureus.
Las CMI obtenidas con el cloruro de cobalto, el cloruro de cromo y sus
compuestos de coordinación con ligandos triazólicos respectivos, no tuvo
efectividad frente a S. enterica, en ningún caso.
Tabla1. Actividad antimicrobiana de compuestos de coordinación, ligandos y sales
metálicas evaluadas in vitro.
Descripción (ID)
S . aureus S. enterica
Ser. Typhimurium E. coli
CMI CMB CMI CMB CMI CMB
Ligando triazolico (1) >2000 ND 1000 >2000 >2000 ND
Ligando triazólico (3) >2000 >2000 1000 >2000 >2000 ND
Ligando triazólico (6) >2000 ND 2000 2000 >2000 ND
Sal metálica de cromo (8) 250 2000 1000 2000 500 >2000
Sal metálica de cobalto (9) 2000 2000 1000 2000 500 500
Complejo de cromo (2) >2000 ND 1000 >2000 2000 >2000
Complejo de cromo (5) >2000 ND >2000 ND >2000 ND
Complejo de cromo (10) >2000 ND >2000 ND >2000 ND
Complejo de cobalto (4) 500 2000 1000 >2000 2000 >2000
Complejo de cobalto (7) 500 1000 1000 1000 1000 1000
Complejo de cobalto (11) 2000 >2000 1000 >2000 >2000 ND
Ampicilina 0,078 0,156 NE NE NE NE
Gentamicina NE NE 2,5 5 0,625 5
Los resultados se expresan en µg mL-1 y son el promedio de tres experimentos independientes. ID:
identificación interna. ND: no determinado a la mínima concentración evaluada. NE: no evaluado.
82
La actividad de los compuestos se clasificó en bactericida o bacteriostática,
únicamente en aquellos casos en los que se evidenció potencial antibacteriano
con valores de CMI < 1000 µg mL-1 y en donde la CMB pudo determinarse (ver
tabla 2).
Tabla 2. de Clasificación de los compuestos según el tipo de actividad
antibacteriana in vitro
Descripción(ID)
CMB/CMI
S.aureus
Clasificación*
CMB/CMI
S. enterica
Ser.Typhimurium
Clasificación*
CMB/CMI
E. coli
Clasificación*
Complejo
de cobalto
(ID:4)
4 Bactericida ND ND ND ND
Complejo
de cobalto
(ID:7)
2 Bactericida 1 Bactericida 1 Bactericida
Cloruro de
cromo (III) (ID:
8)
8 Bacteriostático 2 Bactericida ND ND
Cloruro de
cobalto(II) (ID:
9)
ND ND ND ND 1 Bactericida
*El criterio de clasificación de los compuestos obedece al siguiente parámetro: CMB/CMI >4: Bacteriostático
o <4: Bactericida.
(GA Pankey LD Sabath)
83
Las concentraciones citotóxicas 50 y 90 determinadas para cada compuesto se
muestran en la tabla 3. Los resultados obtenidos indican que los compuestos de
coordinación, ligandos y sales metálicas evaluadas in vitro en general no fueron
tóxicas para las células Vero (CC 50 >100 µg mL-1 y CC 90 >300 µg mL-1), excepto
en el caso del cloruro de cromo (III) (ID: 8), el cual mostró ser parcialmente tóxico
para las células Vero (CC50=68,76 ± 0.97)
Tabla 3. Actividad citotóxica de compuestos de coordinación, ligandos y sales
metálicas evaluadas in vitro en células vero.
Descripción (ID) Células Vero (CC50±SD) Células Vero (CC90±SD)
Ligando triazólico (1) >300 >300
Ligando triazólico (3) >300 >300
Ligando triazólico (6) >300 >300
Sal metálica de cromo (8) 68,76 ± 0.97 >300
Sal metálica de cobalto (9) 293,6 ± 1.86 >300
Complejo de cromo (2) >300 >300
Complejo de cromo (5) >300 >300
Complejo de cromo (10) 130,6 ± 3.57 >300
Complejo de cobalto (4) 193,63±6,51 >300
Complejo de cobalto (7) 154,08 ± 8.31 >300
Complejo de cobalto (11) 277,07 ± 1.86 >300
Los resultados se expresan en µg mL-1
84
DISCUSIÓN
Las infecciones bacterianas constituyen una de las más importantes causas de
enfermedad a nivel mundial, de alto impacto para el sistema de salud por los
costos asociados al tratamiento y control de brotes, además de los riesgos
sociales que se le atribuyen. Las infecciones por bacterias Gram positivas y Gram
negativas pueden resultar en un amplio espectro de entidades clínicas incluyendo
enfermedades de piel y tejidos blandos; infecciones respiratorias; del tracto
digestivo y genitourinario, entre otras.
En el entorno hospitalario, cobran importancia, además, las infecciones asociadas
a la atención en salud (IAAS), dentro de las que se destacan por su frecuencia, las
asociadas a dispositivos médicos e infecciones post quirúrgicas. El centro para
control y prevención de enfermedades de Estados Unidos (CDC por sus siglas en
inglés) ha registrado que cerca de 1.7 millones de pacientes hospitalizados
anualmente adquieren IAAS mientras reciben tratamiento por otras afectaciones y
que más de 98000 de estos pacientes (1 de cada 17) mueren por esta causa91.
Aunque en América Latina la carga de IAAS es desconocida, la infección
nosocomial es considerada el evento adverso más frecuente con el 37,14%, de
acuerdo a lo reportado en el Estudio de prevalencia de eventos adversos en
hospitales de Latinoamérica -IBEAS-50.
85
La problemática descrita anteriormente es agravada por el alarmante incremento
de resistencia antimicrobiana alrededor del mundo, la cual es causante de al
menos 700.000 muertes al año a nivel global93. Dentro de las infecciones
causadas por bacterias Gram positivas se destacan aquellas causadas por
Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SAMR), por tratarse de uno de
los patógenos modernos más exitosos, causante de infecciones adquiridas en la
comunidad y nosocomiales, siendo una de las causas principales de bacteremia,
endocarditis, infecciones de piel, tejidos blandos y osteomielitis a nivel intra-
hospitalario94.
La resistencia antimicrobiana en Bacterias Gram negativas por su parte, es uno de
los retos persistentes en la actualidad, especialmente por la ausencia de
tratamientos efectivos92. Las enterobacterias se encuentran dentro de la lista de
patógenos prioritarios publicada recientemente por la OMS con el fin de aunar
esfuerzos para la investigación y desarrollo de nuevos antibióticos17,93. Dentro de
esa lista se categoriza con prioridad crítica a las enterobacterias resistentes a
Carbapenemasa y cefalosporinas de tercera generación y con prioridad crítica, a
las especies de Salmonella resistentes a las fluoroquinolonas.
En este contexto, la evaluación del potencial antibacteriano de nuevas moléculas
constituye una prioridad a nivel global como estrategia para contrarrestar la
morbimortalidad asociada a la resistencia bacteriana.
86
Atendiendo a este propósito, en el presente trabajo se exploró el potencial
antibacteriano de complejos de Cromo (III) y Cobalto (II) con ligandos triazólicos;
los ligandos libres y las sales metálicas empleadas como precursores para su
síntesis, frente a cepas de referencia de S. aureus (ATTC 11632), E. coli
(ATCC10536) y S. enterica serotipo Typhimurium (ATCC14028).
Los compuestos mostraron distintos niveles de inhibición del crecimiento sobre las
cepas probadas a nivel expermiental, a saber: Débil (CMI: <1000 - >500 µg mL-1),
moderado (CMI:< 500 µg mL-1) y significativo (<100 µg mL-1), establecidos por el
grupo de investigación. Se demostró un moderado potencial anti-S. aureus de dos
de los tres complejos de cobalto (II) evaluados (ID 4: diacuadicloro[1,1’-((5-metil-
1,3-fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-triazol)-N,N’]cobalto(II) y ID 7: dicloruro de
triacua[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II)) (CMI: 500 µg mL-
1) comparada con el medicamento de referencia (Ampicilina), sin evidenciar
actividad antibacteriana de ninguno de los ligandos libres frente a las cepas
incluidas en el estudio (CMI: > 1000 µg mL-1).
Estructuralmente, los ligandos trizólicos empleados en este trabajo corresponden
a dos moléculas de triazol unidas a una molécula central (Benceno, Fenileno.
Pridina). Estudios previos de actividad antibacteriana de complejos de
coordinación con otros ligandos triazólicos, han demostrado variados niveles de
inhibición de los ligandos libres en cepas de E. coli, S. aureus, Salmonella tiphy,
Pseudomonas aeruginosa, Shigella sonnei y Bacillus subtilis32. Hurtado y
87
colaboradores por contraste (2017), reportaron la actividad anti Trypanosoma cruzi
de un complejo metálico de cromo (III) conteniendo bis(3,5-dimetilpirazol-1-il)
metano, sin evidenciar actividad antiparasitaria del ligando libre.
De forma similar, estudios previos han mostrado ausencia de actividad biológica
de ligandos derivados de pirazoles y dinitrobenzoato, empleados en la síntesis de
complejos cobalto (II) sobre el crecimiento planctónico de cepas de Candida spp,
que curiosamente, tienen potencial inhibitorio del cambio dimórfico en C. albicans
96.
La actividad antibacteriana de las sales metálicas utilizadas como precursores en
este trabajo también fue evaluada. Se evidenció que el cloruro de cobalto (II) y el
cloruro de cromo (III) exhiben moderada actividad anti-E.coli (CMI: 500 µg mL-1)
comparada con el medicamento de referencia (Gentamicina). Investigaciones
previas sobre el efecto inhibitorio del cromo trivalente, han demostrado toxicidad
frente a cepas de Bacillus subtilis y E.coli, ejerciendo mayor efecto inhibitorio en
bacterias Gram negativas, lo cual puede explicarse a nivel estructural por las
variaciones en la composición de la pared celular bacteriana, que al tener en su
membrana externa lipopolisacárido cargado negativamente, tiene mayor afinidad
por los iones Cr(III), cuya carga es positiva97. No obstante, el efecto de estas sales
sobre el crecimiento de S. typhimurium fue débil (CMI: 1000 µg mL-1).
88
Es importante destacar, además, que el cloruro de cromo (III) fue moderadamente
activo frente a S. aureus, mostrando una CMI menor que la requerida para inhibir
el crecimiento de E. coli, contrario a lo reportado por otros autores20,45,97,. Donde
estudios previos han evidenciados CMI 68 – 635 µg mL-1 de compuestos
similares, reflejando la más baja concentración para S. aureus45, la cual se
corrobora con nuestro estudio, ya que, los valores entrarían en este rango
establecido por este estudio.
Con respecto al potencial antibacteriano del cloruro de cobalto (II), estudios
previos han demostrado su bioactividad frente a cepas de Helicobacter pylori, con
rangos de CMI entre 0.03–1.0 mg L-1 98. El cobalto interfiere con los mecanismos
oxidativos de células bacterianas y de mamífero. En H. pylori, el cobalto activa la
enzima arginasa, involucrada en metabolismo del nitrógeno y en la regulación
microaerofílica. La acumulación citoplasmática de cobalto divalente en este
microorganismo, podría provocar disrupción de la regulación respiratoria,
comprometiendo la viabilidad de esta bacteria99.
Sin embargo, diversos estudios han evidenciado que el cobre es capaz de eliminar
el 99% de bacterias patógenas, entre ellas S. aureus resistente a meticilina, E. coli
O157:H7, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter aerogenes, Listeria
monocytogenes, Salmonella entérica, Campylobacter jejuni, entre otras. El cobre
divalente ejerce una actividad toxica sobre la bacteria, liberando radicales de
89
hidroperóxido, interfiriendo a mecanismos a nivel citoplasmáticos, siendo eficiente
para contrarrestar estas bacterias.100
A pesar de la moderada bioactividad de las sales metálicas observada frente a E.
coli y/o S. aureus, la coordinación de los iones metálicos con los ligandos
triazólicos podría sugerir un efecto antagonista, evidenciado como un incremento
de las CMI, que merece ser estudiado a futuro. Además, es importante señalar
que el cloruro de cromo (III) fue el único de los compuestos evaluados que exhibió
un moderado efecto citotóxico para las céluas de mamífero (CC50: 68.8 µg mL-1).
Los ligandos libres y complejos metálicos de cromo (III) y cobalto (II) por su parte,
no fueron citotóxicos (CC50> 130 µg mL-1). La coordinación del cromo trivalente
con ligandos triazólicos disminuyó la citotoxicidad en el 100% de los complejos
evaluados, de modo contrastante a lo observado con los complejos de cobalto
divalente, que, a pesar de no ser citotóxicos para células de mamífero, tuvieron
CC50 menores.
La coordinación del cobalto divalente con dos de los tres ligandos triazólicos
evaluados, resultó en una moderada actividad antibacteriana. Este fenómeno ha
sido discutido con antelación por otros autores y puede ser explicado por la teoría
de la quelación que explica que una disminución de la polarización del metal
puede cambiar la lipofilia o la hidrofobicidad de los complejos, resultando de
trascendental importancia para la pemeación de membrana en los sistemas
biológicos20,98.
90
Como se dijo previamente, los complejos diacuadicloro[1,1’-((5-metil-1,3-
fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-triazol)-N,N’]cobalto(II) y dicloruro de triacua[2,6-
bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) mostraron un efecto anti-S.
aureus de tipo bacteriostático y bactericida en concentraciones de 500 µg mL-1,
respectivamente. Las propiedades antibacterianas y antivirales de otros complejos
de cobalto divalente y trivalente han sido reportadas con antelación 98,101,102
Podunavac-Kuzmanovic y colaboradores98, 2008 demostraron el poder
antibacteriano de complejos de cobalto (II) con benzimidazoles en bacterias Gram
positivas y Gram negativas, dentro de las que se encuentran S. aureus. Los
resultados obtenidos por estos autores demostraron mayor efectividad de los
compuestos de coordinación frente a las bacterias Gram positivas en comparacion
con el efecto observado sobre las Gram negativas, lo cual coincide con los
hallazgos de la presente investigación, en donde no se evidenció potencial
inhibitorio significativo del crecimiento planctónico de E. coli y S. tiphymurium.
Lo anterior, puede explicarse por las diferencias estructurales de la composición
de la pared celular de estos grupos bacterianos. Una hipótesis que podría explicar
este fenómeno es que los complejos diacuadicloro[1,1’-((5-metil-1,3-
fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-triazol)-N,N’]cobalto(II) y dicloruro de triacua[2,6-
bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) inhiban algún paso de la
síntesis de peptidoglucano, en este microorganismo, tal como ha sido propuesto
para otros complejos similares en la literatura. Sin embargo, es necesario probar
91
esta premisa a nivel experimental con el fin de dilucidar el mecanismo de acción
de estos complejos.
Finalmente, es importante mencionar que dada la moderada efectividad de estos
compuestos para inhibir el crecimiento de S. aureus y el limitado espectro de
actividad antibacteriano observado, se requieren otros estudios in silico tomando
como base estas moléculas con el fin de optimizar los resultados obtenidos en la
presente experimentación.
92
7. CONCLUSIONES
En el presente trabajo se evaluaron 6 complejos metálicos de cobre y cobalto
conteniendo ligandos triazólicos, así como sus respectivos precursores. Los
resultados permitieron evidenciar que los complejos de cobalto divalente ID4:
diacuadicloro[1,1’-((5-metil-1,3-fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-triazol)-N,N’]cobalto(II)
e ID 7: dicloruro de triacua[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II)
exhiben un moderado efecto inhibitorio del crecimiento planctónico de S. aureus y
que no resultan tóxicos para células de mamífero. Por lo anterior, estos
compuestos podrían ser sujetos de estudios in silico a futuro, para determinar
alternativas de mejoramiento de su actividad biológica.
Los resultados experimentales obtenidos en el presente estudio demostraron, en
términos generales, que ninguno de los ligandos libres y/o complejos metálicos de
cromo trivalente tienen actividad antibacteriana in vitro frente a las cepas
evaluadas. Sin embargo, antes de descartar la potencial utilidad de estas
moléculas para el diseño de fármacos, es conveniente ampliar el espectro
bacteriano de evaluación.
93
8. RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar estudios de docking molecular y/o studios de estructura
química-actividad biológica cuantitativos (QSAR) con el fin de optimizar las
respuestas biológicas obtenidas con los complejos de cobalto divalente
diacuadicloro[1,1’-((5-metil-1,3-fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-triazol)-N,N’]cobalto(II)
y dicloruro de triacua[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II), en
cepas de S. aureus, durante el presente trabajo.
De acuerdo con los resultados de citotoxicidad y pruebas de sensibilidad
antibiótica ejecutadas, el potencial del cloruro de cromo trivalente podría ser
explorado, a futuro, como sustancia biocida para limpieza y desinfección de
superficies y/o dispositivos médicos.
94
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Vardanyan R, Hruby V. Chapter 30 - Antibiotics. En: Vardanyan R, Hruby V,
editores. Synthesis of Best-Seller Drugs [Internet]. Boston: Academic Press;
2016 [citado 8 de diciembre de 2019]. p. 573-643. Disponible en:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780124114920000304
2. Antifungals - an overview | ScienceDirect Topics [Internet]. [citado 8 de
diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/antifungals
3. Singh R, Ganguly S. Azoles as Potent Antimicrobial Agents. Heterocycles -
Synth Biol Act [Internet]. 7 de agosto de 2019 [citado 5 de diciembre de 2019];
Disponible en: https://www.intechopen.com/online-first/azoles-as-potent-
antimicrobial-agents
4. Methods for Determining Bactericidal Activity of Antimicrobials. Methods for
Determining Bactericidal Activity of Antimicrobials Agents; Approved Guideline.
CLSI document M26-A [Internet]. Vol. 19. 1999. 29 p. Disponible en:
https://clsi.org/media/1462/m26a_sample.pdf
5. Antibiotics - an overview | ScienceDirect Topics [Internet]. [citado 8 de
diciembre de 2019]. Disponible en:
95
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-
sciences/antibiotics
6. Centro Latino-Americano e do Caribe de Informação em Ciências da Saúde.
Células VERO. En: Descriptores en Ciencias de la Salud DeCS/MeSH
[Internet]. 2003 [citado 8 de noviembre de 2019]. Disponible en:
https://beta.decs.bvsalud.org/es/ths/resource/?id=19375
7. Daniel Francisco Arencibia Arrebola, Luis Alfredo Rosario Fernández, Dayisell
Lazara Curveco Sánchez. Principales ensayos para determinar la citotoxicidad
de una sustancia, algunas consideraciones y su utilidad. 2013 [citado 8 de
noviembre de 2019]; Disponible en:
https://www.sertox.com.ar/img/item_full/19003.pdf
8. Moreno JAB, Veloza DP. Síntesis y caracterización de complejos de níquel y
cobalto(ii), contenidos en ligandos derivados de 1h-pirazol para la
sensibilización de tio2 y su aplicación en fotocatálisis heterogénea empleando
luz visible. 2017;88.
9. Andrews JM. Determination of minimum inhibitory concentrations. J Antimicrob
Chemother. 2001;48:5-16.
10. Centro Latino-Americano e do Caribe de Informação em Ciências da Saúde.
Farmacorresistencia Bacteriana Múltiple. En: Descriptores en Ciencias de la
96
Salud DeCS/MeSH [Internet]. 2002 [citado 8 de noviembre de 2019].
Disponible en: https://beta.decs.bvsalud.org/es/ths/resource/?id=36323
11. Centro Latino-Americano e do Caribe de Informação em Ciências da Saúde.
Farmacorresistencia Bacteriana. En: Descriptores en Ciencias de la Salud
DeCS/MeSH [Internet]. 2002 [citado 8 de noviembre de 2019]. Disponible en:
https://beta.decs.bvsalud.org/es/ths/resource/?id=36322
12. Aromí G, Barrios LA, Roubeau O, Gamez P. Triazoles and tetrazoles: Prime
ligands to generate remarkable coordination materials. Coord Chem Rev. 1 de
marzo de 2011;255(5):485-546.
13. IUPAC - lipofilia (LT06965) [Internet]. [citado 8 de diciembre de 2019].
Disponible en: https://goldbook.iupac.org/terms/view/LT06965
14. Landrigan CP, Friedman J. Chapter 5 - Patient Safety and Medical Errors.
En: Zaoutis LB, Chiang VW, editores. Comprehensive Pediatric Hospital
Medicine [Internet]. Philadelphia: Mosby; 2007 [citado 8 de diciembre de 2019].
p. 20-7. Disponible en:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323030045500090
15. Olson AL, Sprunger D. Chapter 2 - Idiopathic Pulmonary Fibrosis
Epidemiology. En: Swigris JJ, Brown KK, editores. Idiopathic Pulmonary
Fibrosis [Internet]. Elsevier; 2019 [citado 8 de diciembre de 2019]. p. 3-8.
97
Disponible en:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323544313000020
16. Tasa de mortalidad: una visión general | Temas de ScienceDirect [Internet].
[citado 8 de diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/topics/pharmacology-toxicology-and-
pharmaceutical-science/mortality-rate
17. Organización Mundial de la Salud. Global priority list of antibiotic-resistant
bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics
[Internet]. WHO. 2017 [citado 17 de noviembre de 2019]. Disponible en:
https://www.who.int/medicines/publications/WHO-PPL-Short_Summary_25Feb-
ET_NM_WHO.pdf
18. Holmes AH, Moore LSP, Sundsfjord A, Steinbakk M, Regmi S, Karkey A,
et al. Understanding the mechanisms and drivers of antimicrobial resistance.
The Lancet. 9 de enero de 2016;387(10014):176-87.
19. Mateus JE, León FJ, González, Gladys, Narváez, Eliana. Resistencia a los
antibióticos en dos unidades de cuidados intensivos de Bucaramanga
(Colombia). Salud Soc [Internet]. 7 de octubre de 2014 [citado 8 de noviembre
de 2019];1(1). Disponible en:
https://revistas.uptc.edu.co/index.php/salud_sociedad/article/view/2968
98
20. Castillo KF, Bello-Vieda NJ, Nuñez-Dallos NG, Pastrana HF, Celis AM,
Restrepo S, et al. Metal Complex Derivatives of Azole: a Study on Their
Synthesis, Characterization, and Antibacterial and Antifungal Activities. J Braz
Chem Soc [Internet]. diciembre de 2016 [citado 8 de noviembre de
2019];27(12):2334-47. Disponible en:
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0103-
50532016001202334&lng=en&nrm=iso&tlng=en
21. Bello Vieda NJB. Síntesis de complejos derivados de azoles con metales de
transición y evaluación in vitro de su actividad antimicrobiana. 2015;137
22. Valdés Serra, Miguel Ángel S. La resistencia microbiana en el contexto
actual y la importancia del conocimiento y aplicación en la política
antimicrobiana. Rev Habanera Cienc Médicas. Junio de 2017;16(3):402-19.
23. O’Neill J. Antimicrobial resistance: tackling a crisis for the health and wealth of
nations. Review on antimicrobial resistance. 2014. Disponible: https://amr-
review.org/sites/default/files/AMR%20Review%20Paper%20-
%20Tackling%20a%20crisis%20for%20the%20health%20and%20wealth%20of%2
0nations_1.pdf
24. Hernando Díaz M y Colaboradores. RESISTENCIA BACTERIANA A LOS
ANTIMICROBIANOS EN EL AMBITO HOSPITALARIO. Ministerio de salud. 2018
99
25. González J Y Colaboradores. Perfil microbiológico y resistencia bacteriana en
una unidad de cuidados intensivos de Pereira, Colombia, 2015
[Internet]. Dialnet 2015 [consultado el 22 de enero de 2020]. Disponible en:
https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6566908
26. Instituto Nacional de Salud. Informe de resultados de la vigilancia por
laboratorio de resistencia antimicrobiana en Infecciones Asociadas a la
Atención en Salud (IAAS) 2017. [Internet]. Bogotá D.C.: Instituto Nacional de la
Salud; 2017 [citado 8 de noviembre de 2019] p. 31. Disponible en:
https://www.ins.gov.co/buscador-
eventos/Informacin%20de%20laboratorio/Informe%20Vigilancia%20por%20La
boratorio%20Resistencia%20Antimicrobiana%20y%20Whonet%20IAAS%2020
17.pdf
27. Global Antimicrobial Resistance Surveillance System (GLASS) Report
[Internet]. OMS; 2018 [citado 8 de diciembre de 2019] p. 268. Disponible en:
https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/279656/9789241515061-
eng.pdf?ua=1
28. Organización Mundial de la Salud. OMS | Datos recientes revelan los altos
niveles de resistencia a los antibióticos en todo el mundo [Internet]. WHO.
2019 [citado 8 de noviembre de 2019]. Disponible en:
100
http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2018/antibiotic-resistance-
found/es/
29. Ei CV, Moralaez Araeuz, Herrera Ballester, Castillero Z, Niño Hall, Gomez
Quinter, et al. Encuesta de conocimientos y prácticas de la población
relacionados al uso responsable de antibióticos. :6.
30. Resistencia a los antimicrobianos [Internet]. [citado 9 de diciembre de 2019].
Disponible en: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/resistencia-
a-los-antimicrobianos
31. Instituto Nacional de Salud. Resultados del Programa de Vigilancia por
Laboratorio de Resistencia antimicrobiana en Infecciones Asociadas a la
Atención en Salud (IAAS) 2016 [Internet]. Bogotá D.C.; 2016 p. 43. Disponible
en: https://www.ins.gov.co/buscador-
eventos/Informacin%20de%20laboratorio/Informe%20Vigilancia%20por%20La
boratorio%20Resistencia%20Antimicrobiana%20y%20Whonet%20IAAS%2020
16.pdf
32. Klemm EJ, Wong VK, Dougan G. Emergence of dominant multidrug-
resistant bacterial clades: Lessons from history and whole-genome
sequencing. Proc Natl Acad Sci U S A. 18 de diciembre de
2018;115(51):12872-7.
101
33. Wohlleben W, Mast Y, Stegmann E, Ziemert N. Antibiotic drug discovery.
Microb Biotechnol. 29 de julio de 2016;9(5):541-8.
34. Chohan ZH, Hanif M. Design, synthesis, and biological properties of triazole
derived compounds and their transition metal complexes. J Enzyme Inhib Med
Chem. 1 de octubre de 2010;25(5):737-49.
35. Boschi D, Guglielmo S, Aiello S, Morace G, Borghi E, Fruttero R. Synthesis
and in vitro antimicrobial activities of new (cyano-NNO-azoxy) pyrazole
derivatives. Bioorg Med Chem Lett. 2011;21(11):3431-4.
36. Culakova H, Dzugasova V, Gbelska Y, Subik J. Antibacterial activity of
CTBT (7-chlorotetrazolo[5,1-c]benzo[1,2,4]triazine) generating reactive oxygen
species. Microbiol Res. 2013;168(3):147-52.
37. Wada H, Williams HEL, Moody CJ. Total Synthesis of the Posttranslationally
Modified Polyazole Peptide Antibiotic Plantazolicin A. Angew Chem - Int Ed.
2015;54(50):15147-51.
38. Tejero R, López D, López-Fabal F, Gómez-Garcés JL, Fernández-García M.
High efficiency antimicrobial thiazolium and triazolium side-chain
polymethacrylates obtained by controlled alkylation of the corresponding azole
derivatives. Biomacromolecules. 2015;16(6):1844-54.
102
39. Tejero R, López D, López-Fabal F, Gómez-Garcés JL, Fernández-García M.
Antimicrobial polymethacrylates based on quaternized 1,3-thiazole and 1,2,3-
triazole side-chain groups. Polym Chem. 2015;6(18):3449-59.
40. Oniga S, Araniciu C, Palage M, Stoica C, Chifiriuc MC, Marutescu L.
Synthesis and bioevaluation of the antimicrobial features of some new thiazolyl-
Azoles. Rev Chim. 2016;67(3):426-9.
41. Marc G, Oniga S, Pirnau A, Duma M, Vlase L, Oniga O. Rational synthesis
of some new para-aminobenzoic acid hybrids with thiazolidin-2,4-diones with
antimicrobial properties ADMET and molecular docking evaluation. Rev Chim.
2019;70(3):769-75.
42. Araniciu C, Oniga SD, Stoica CI, Chifiriuc MC, Popa M, Vlase L, et al.
Synthesis and antimicrobial assessment of some new 2-(thiazol-5-yl)-1,3,4-
oxadiazoles. Rev Chim. 2019;70(6):1996-9.
43. Witek K, Nasim MJ, Bischoff M, Gaupp R, Arsenyan P, Vasiljeva J, et al.
Selenazolinium salts as “small molecule catalysts” with high potency against
ESKAPE bacterial pathogens. Molecules. 2017;22(12).
44. Shirinzadeh H, Süzen S, Altanlar N, Westwell AD. Antimicrobial activities of
new indole derivatives containing 1,2,4-triazole, 1,3,4-thiadiazole and
carbothioamide. Turk J Pharm Sci. 2018;15(3):291-7.
103
45. Bouchal B, Abrigach F, Takfaoui A, Elidrissi Errahhali M, Elidrissi Errahhali
M, Dixneuf PH, et al. Identification of novel antifungal agents: antimicrobial
evaluation, SAR, ADME–Tox and molecular docking studies of a series of
imidazole derivatives. BMC Chem. 6 de agosto de 2019;13(1):100.
46. Bello-Vieda NJ, Pastrana HF, Garavito MF, Ávila AG, Celis AM, Muñoz-
Castro A, et al. Antibacterial activities of azole complexes combined with silver
nanoparticles. Molecules. 2018;23(2).
47. Dina Marcela Martínez Carmona. Compuestos de coordinación de tinidazol
con potencial efecto antimicrobiano y elaboración de una preformulación tópica
[Internet]. Universidad de Antioquia; 2016 [citado 8 de noviembre de 2019].
Disponible en:
http://tesis.udea.edu.co/dspace/bitstream/10495/11984/1/MartinezDina_2016_
TinidazolPotencialAntimicrobiano.pdf
48. Hurtado J, Ibarra L, Yepes D, García-Huertas P, Macías MA, Triana-Chavez
O, et al. Synthesis, crystal structure, catalytic and anti-Trypanosoma cruzi
activity of a new chromium(III) complex containing bis(3,5-dimethylpyrazol-1-
yl)methane. J Mol Struct. 15 de octubre de 2017;1146:365-72.
49. Detectar-Infecciones.pdf [Internet]. [citado 8 de diciembre de 2019].
Disponible en:
https://www.minsalud.gov.co/sites/rid/Lists/BibliotecaDigital/RIDE/DE/CA/Detec
tar-Infecciones.pdf
104
50. Serna LFC, Guerrero CED, Bernal GB. Programa de prevención, vigilancia
y control de infecciones asociadas a la atención en salud-IAAS y la resistencia
antimicrobiana. 2018;64.
51. M. Macedo, S. Mateos. Infecciones respiratorias [Internet]. 2008 [citado 14
de noviembre de 2019]. Disponible en:
http://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/Infeccionesrespiratorias.pdf
52. Oter RM, Fraust SR, Noriega ER. Infecciones producidas por bacterias
grampositivas. Controversias relacionadas al desarrollo de resistencia. 2002;6.
53. ANTIBIOTIC RESISTANCE THREATS in the United States, 2013 [Internet].
United states: CDC; [citado 9 de diciembre de 2019] p. 114. Disponible en:
https://www.cdc.gov/drugresistance/pdf/ar-threats-2013-508.pdf
54. Bacilos gramnegativos entéricos (Enterobacteriaceae) | Microbiología
médica, 26e | AccessMedicina | McGraw-Hill Medical [Internet]. 2019 [citado 14
de noviembre de 2019]. Disponible en:
https://accessmedicina.mhmedical.com/content.aspx?bookid=1507§ionid=
102892166
55. Ovalle MV, Saavedra SY, González MN, Hidalgo AM, Duarte C, Beltrán M.
Results of the national surveillance of antimicrobial resistance of
Enterobacteriaceae and Gram negative bacilli in health care-associated
105
infections in Colombia, 2012-2014. Biomédica. 1 de diciembre de
2017;37(4):473.
56. Organización Mundial de la Salud. OMS | Los microorganismos y los
antimicrobianos [Internet]. WHO. S.F. [citado 14 de noviembre de 2019].
Disponible en:
http://www.who.int/drugresistance/Microbes_and_Antimicrobials/es/
57. Carrol K, A. Hobden J, Miller S, Morse SA, Timothy A. Mietzner, TAM,
Detrick B, et al. Farmacoterapia antimicrobiana | Microbiología médica, 27e |
AccessMedicina | McGraw-Hill Medical [Internet]. McGraw-Hill Education;
[citado 8 de diciembre de 2019]. (Capitulo28; vol. 27). Disponible en:
https://accessmedicina.mhmedical.com/content.aspx?bookid=1837§ionid=
128958897
58. Bado I, Cordeiro N, García V, Robino L, Seija V, Vignoli R. Principales
grupos de antibioticos. En p. 23. Disponible en:
http://higiene1.higiene.edu.uy/DByV/Principales%20grupos%20de%20antibi%F
3ticos.pdf
59. Raasch RH. Pharmacology of Antimicrobials. En: Tintinalli JE, Stapczynski
JS, Ma OJ, Yealy DM, Meckler GD, Cline DM, editores. Tintinalli’s Emergency
Medicine: A Comprehensive Study Guide [Internet]. 8.a ed. New York, NY:
McGraw-Hill Education; 2016 [citado 8 de diciembre de 2019]. Disponible en:
accessemergencymedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1121511375
106
60. Mateos PF. Agentes Antimicrobianos y Microorganismos [Internet].
Universidad de salamanca: Departamento de Microbiología y Genética.; p. 9.
Report No.: Tema 20. Disponible en: http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/apua-
cuba/a3-agentes_antimicrobianos_y_microorganismos.pdf
61. Durich JO. Resistencia bacteriana a los antibióticos. En: Medicina Integral
[Internet]. 2000 [citado 14 de noviembre de 2019]. p. 367-9. Disponible en:
https://www.elsevier.es/es-revista-medicina-integral-63-pdf-10022180
62. Vignoli R, Seija V. mecanismos de resistencia antibiótica. En p. 14.
Disponible en:
http://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/Principalesmecanismosderesistenciaantibi
otica.pdf
63. Kenneth J. Ryan, C. George Ray. Sherris. Microbiología médica: Capitulo
23: Fármacos antibacterianos y resistencia [Internet]. 6.a ed. McGraw-Hill
Medical; 2017 [citado 16 de noviembre de 2019]. Disponible en:
https://accessmedicina.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2169§ionid=
162982333&jumpsectionid=162982403
64. K S. Opening the Black Box of Phenotypic Carbapenemase Detection
[Internet]. [citado 8 de diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.asm.org/Articles/2019/May/Opening-the-Black-Box-Phenotypic-
Carbapenemase-Det
107
65. Delcour AH. Outer membrane permeability and antibiotic resistance.
Biochim Biophys Acta. mayo de 2009;1794(5):808-16.
66. Tanimittal.Drug delivery strategies for combating multiple drug resistance
[Internet]. [citado 9 de diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.slideshare.net/tanimittal
67. Soto SM. Role of efflux pumps in the antibiotic resistance of bacteria
embedded in a biofilm. Virulence. 1 de abril de 2013;4(3):223-9.
68. Piddock LJV. Multidrug-resistance efflux pumps - not just for resistance. Nat
Rev Microbiol. 2006;4(8):629-36.
69. Fariña N. Bacterial resistance. A global public health problem with difficult
solution. Mem Inst Investig En Cienc Salud. 10 de mayo de 2016;14(1):4-7.
70. Ventola C. The Antibiotic Resistance Crisis [Internet]. La crisis de
resistencia a los antibióticos Parte 1: causas y amenazas. [citado 9 de
diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4378521/
71. Mosquito S, Ruiz J, Bauer JL, Ochoa TJ. Mecanismos moleculares de
resistencia antibiótica en Escherichia coli asociadas a diarrea. Rev Peru Med
Exp Salud Pública. diciembre de 2011;28:648-56.
108
72. OMS | Importancia de la resistencia a los antimicrobianos para la salud
pública [Internet]. WHO. [citado 9 de diciembre de 2019]. Disponible en:
http://www.who.int/drugresistance/AMR_Importance/es/
73. SalmonellaTyphimurium, the Acquisition of Antimicrobial Resistance is
Linked to Mutations in a Regulatory Gene [Internet]. ISGlobal. [citado 9 de
diciembre de 2019]. Disponible en: https://www.isglobal.org/en/-/en-salmonella-
typhimurium-la-adquisicion-de-resistencia-a-antibioticos-esta-asociada-a-
mutaciones-en-un-gen-regulador
74. Salmonella (no tifoidea) [Internet]. [citado 9 de diciembre de 2019].
Disponible en: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/salmonella-
(non-typhoidal)
75. Ibarra Gómez F, Bascopé Maida SC, Bazan Antezana Y, Bejarano
Forqueras HA, Bustamante Butrón RC, Cadima Terrazas MA, et al.
Sensibilidad y resistencia de las salmonellas a los antimicrobianos en la ciudad
de cochabamba. Gac Médica Boliv. 2005;28(1):3-7.
76. Morfín Otero R, Rangel Frausto S, Rodríguez Noriega E. Infecciones
producidas por bacterias Grampositivas. Controversias relacionadas al
desarrollo de resistencia. 2002;6.
109
77. Opazo P. Los datos de la OMS sobre las bacterias más resistentes a los
antibióticos son alarmantes | Nación Farma [Internet]. [citado 9 de diciembre de
2019]. Disponible en: https://nacionfarma.com/los-datos-la-oms-las-bacterias-
mas-resistentes-los-antibioticos-alarmantes/
78. Cervantes-García E, García-González R, Salazar-Schettino PM.
Características generales del Staphylococcus aureus. :13.
79. Compuesto de cordinacion [Internet]. GECO. Disponible en:
http://gecousb.com.ve/guias/GECO/Qu%C3%ADmica%20General%203%20(Q
M-1123)/Material%20Te%C3%B3rico%20(QM-1123)/QM-
1123%20Compuestos%20de%20Coordinaci%C3%B3n.pdf
80. Matias. Los Compuestos de los Metales de Transición [Internet]. 2006
[citado 9 de diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/metales-transicion
81. Alexia Hernandez Jiménez. Historia de La Química de Coordinación |
Complejo de coordinación | Isómero [Internet]. Scribd. 2017 [citado 17 de
noviembre de 2019]. Disponible en:
https://es.scribd.com/document/220646385/Historia-de-La-Quimica-de-
Coordinacion
110
82. Hans Bethe | American physicist | Britannica [Internet]. [citado 9 de
diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.britannica.com/biography/Hans-Bethe
83. Ligand field theory | chemistry | Britannica [Internet]. [citado 9 de diciembre
de 2019]. Disponible en: https://www.britannica.com/science/ligand-field-theory
84. AMYD-UNAM. Complejos y su nomenclatura: Guía práctica [Internet]. 2012
[citado 17 de noviembre de 2019]. Disponible en:
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Complejosysunomenclatura_21023.
85. compuestos de coordinación [Internet]. [citado 9 de diciembre de 2019].
Disponible en: https://studylib.es/doc/5383700/compuestos-de-
coordinaci%C3%B3n
86. Estructura de los Compuestos de Coordinación: Tema 2 [Internet]. [citado
17 de noviembre de 2019]. Disponible en:
http://repositori.uji.es/xmlui/bitstream/handle/10234/169744/2-
Estructura.pdf;jsessionid=A44F53BF4DED5F29A48F6FDC1D50CB93?sequen
ce=1
87. Ligandos - EcuRed [Internet]. [citado 9 de diciembre de 2019]. Disponible
en: https://www.ecured.cu/Ligandos
111
88. Sergio Bethencourt Aguilar. Evaluacion de la actividad antimicrobiana de
triazoles obtenidos por sintesis..pdf [Internet]. [La Laguna]: Universidad de la
Laguna; 2015 [citado 18 de noviembre de 2019]. Disponible en:
https://riull.ull.es/xmlui/bitstream/handle/915/995/Evaluacion+de+la+actividad+
antimicrobiana+de+triazoles+obtenidos+por+sintesis..pdf;jsessionid=CD8C7D6
B62E69F2787E0B1FDBEB1A260?sequence=1
89. Carolina Páez Vélez. Síntesis, caracterización y estudio antibacteriano de
complejos de Cu(II) que contienen ligandos derivados de pirazoles [Internet].
Universidad de los Andes; 2016 [citado 18 de noviembre de 2019]. Disponible
en:
https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstream/handle/1992/14766/u729216.pdf?
sequence=1&isAllowed=y
90. Sykes JE, Rankin SC. Isolation and Identification of Aerobic and Anaerobic
Bacteria. Canine Feline Infect Dis. agosto de 2013;17-28.
91. Pankey GA, Sabath LD. Clinical Relevance of Bacteriostatic versus
Bactericidal Mechanisms of Action in the Treatment of Gram-Positive Bacterial
Infections. Clin Infect Dis. 15 de marzo de 2004;38(6):864-70.
92. Haque M, Sartelli M, McKimm J, Abu Bakar M. Health care-associated
infections – an overview. Infect Drug Resist. 15 de noviembre de
2018;11:2321-33.
112
93. Bloom DE, Cadarette D. Infectious Disease Threats in the Twenty-First
Century: Strengthening the Global Response. Front Immunol [Internet]. 28 de
marzo de 2019 [citado 12 de diciembre de 2019];10. Disponible en:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6447676/
94. Turner NA, Sharma-Kuinke BK, Maskarinec SA, Eichenberger EM, Shah
PP, Carugati M, et al. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: an overview
of basic and clinical research. Nat Rev Microbiol. 2019;16.
95. Sabath L, Pankey G. Relevancia clínica de los mecanismos de acción
bacteriostáticos versus bactericidas en el tratamiento de infecciones
bacterianas grampositivas | Enfermedades infecciosas clínicas | [Internet].
Oxford Academic. Vol. 38. 2004 [citado 15 de diciembre de 2019]. 864-870 p.
Disponible en: https://academic.oup.com/cid/article/38/6/864/320723
96. Fonseca D, Leal-Pinto SM, Roa-Cordero MV, Vargas JD, Moreno-Moreno
EM, Macías MA, et al. Inhibition of C. albicans Dimorphic Switch by Cobalt(II)
Complexes with Ligands Derived from Pyrazoles and Dinitrobenzoate:
Synthesis, Characterization and Biological Activity. Int J Mol Sci. 1 de julio de
2019;20(13).
97. Fathima A, Rao JR. Is Cr(III) toxic to bacteria: toxicity studies using Bacillus
subtilis and Escherichia coli as model organism. Arch Microbiol. abril de
2018;200(3):453-62.
113
98. PODUNAVAC-KUZMANOVIĆ (apellido), LEOVAC, CVETKOVIĆ.
Antibacterial activity of cobalt(II) complexes with some benzimidazole
derivatives. 2008 [citado 18 de diciembre de 2019]; Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/26554818_Antibacterial_activity_of_c
obaltII_complexes_with_some_benzimidazole_derivatives
99. Bruggraber, y colaboradores. Actividad bactericida selectiva y efectiva del
catión de cobalto (II) contra Helicobacter pylori. Helicobacter, (2004)
Internet]. [consultado el 17 de Diciembre de 2019]. Disponible en:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15361081
100. Prado J y ColaboradoreS Application of copper bactericidal properties in
medical practice, Chile 2012[Internet]. Dialnet 2015 [consultado el 22 de enero de
2020]. Disponible en:
https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-
98872012001000014
101. Chang EL, Simmers C, Knight DA. Cobalt Complexes as Antiviral and
Antibacterial Agents. Pharmaceuticals. 26 de mayo de 2010;3(6):1711-28.
102. Eddie L. Chang, Christa Simmers, D. Andrew Knight. Cobalt Complexes as
Antiviral and Antibacterial Agents | HTML. Pharmaceuticals. 2010;3(6):1711-2
114
ANEXOS
Anexo 1. ESTRUCTURAS DE LOS COMPUESTOS (LIGANDOS Y
COMPLEJOS): Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de
ligandos azoles con potencial actividad antifúngica y antibacteriana
Compuesto
ID
Formula
molecular
Nombre Estructura
1 C12H12N6
1,3-bis((1,2,4-triazol-1-
il)metil)benceno
2 C11H17N7CrCl3O
3
tricloruro de triacua[2,6-
bis((1,2,4-triazol-1-
il)metil)piridina-
N,N,N’]cromo(III)
3 C11H11N7 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-
il)metil)piridina
115
4 C13H18N6CoCl2
O2
diacuadicloro[1,1’-((5-metil-
1,3-
fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-
triazol)-N,N’]cobalto(II)
5 C12H16N6CrCl3O
2
cloruro de diacuadicloro[1,3-
bis((1,2,4-triazol-1-
il)metil)benceno-
N,N’]cromo(III)
6 C13H14N6 1,1’-((5-metil-1,3-
fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-
triazol)
7 C11H17N7CoCl2
O3
dicloruro de triacua[2,6-
bis((1,2,4-triazol-1-
il)metil)piridina-
N,N,N’]cobalto(II)
8 CrCl3 6H2O Cloruro de cromo(III)
hexahidratado
116
9 CoCl2 6H2O Cloruro de cobalto(II)
hexahidratado
10 C13H16N6CrCl3O acuatricloro[1,1’-((5-metil-
1,3-
fenilen)bis(metilen))bis(1,2,4-
triazol)-N,N’]cromo(III)
11 C24H28N12Co
Cl2O
dicloruro de diacuabis[1,3-
bis((1,2,4-triazol-1-
il)metil)benceno-
N,N’]cobalto(II)