Cinamaldehído y Quorum Sensing: ¿una clave para inhibir la formación de biofilms?

En nuestro último post, el Dr. Jon Otter nos advertía, no sólo de la omnipresencia de biofilms secos en nuestros hospitales, sino también de la dificultad de detectarlos y, aún más, de eliminarlos.

Sólo ahora se están empezando a proponer modelos de ensayos que permitan evaluar la eficacia de detergentes y desinfectantes frente a este tipo de biofilms, pero su estandarización queda aún lejos.

Así pues, inhibir y/o retardar, dentro de lo posible, la eventual formación de biofilms, antes de que estén bien desarrollados, parece la estrategia más inteligente a día de hoy. Obviamente, una higiene ambiental regular y concienzuda es fundamental para ello pero, ¿hay algún agente auxiliar que nos pueda ayudar?

International Biodeterioration & Biodegradation acaba de aceptar para su publicación un interesantísimo artículo en el que por primera vez, se evalúan los efectos del Cinamaldehído y de los derivados del ácido cinámico sobre el crecimiento de microorganismos de interés clínico: E. coli, S. aureus y E. hirae.

Algunos de los resultados obtenidos, a modo de resumen:

• La Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) del Cinamaldehído, (3-8 mM) es más baja que la del Peróxido de Hidrógeno, y comparable a las del Orto-ftalaldehído (OPA) y del Hipoclorito Sódico.
• De hecho, concentraciones tan bajas como 8-10 mM son biocidas para S. aureus.
• Estos efectos se confirman por la inhibición total que el Cinamaldehído a tan bajas concentraciones produce en la división celular de E. coli y S. aureus.
• En el caso de E. hirae la inhibición de la división celular no es total, pero su ritmo se vuelve 7-8 veces más lento en presencia de concentraciones sub-inhibitorias de Cinamaldehído.
• Quizás lo más revelador: concentraciones ínfimas, de 0,5 mM, de Cinamaldehído son capaces de inhibir el Quorum Sensing (QS) de  Chromobacterium violaceum.

¿Qué son el Cinamaldehído y el Quorum Sensing?

• El Cinamaldehído es un flavonoide natural, componente ampliamente mayoritario en el aceite esencial de canela, y el responsable del sabor y olor característicos de la propia canela. Un inocuo ingrediente alimentario, pero también un interesante biocida, fungicida sobre todo, y con propiedades conocidas como repelente de algunos insectos.
• El Quorum Sensing (QS) es un sistema de comunicación molecular que permite a múltiples formas de vida, y en especial a bacterias, modular su comportamiento fisiológico en función de la densidad de población. Entre otros factores, modula su motilidad, la expresión de factores de virulencia y la formación de biofilms. Las bacterias Gram Negativas comparten un mismo sistema QS, y Chromobacterium violaceum es un modelo muy útil para monitorizar su expresión, ya que regula la producción de su característico pigmento morado.

Así pues, ¿podríamos afirmar que concentraciones ínfimas de Cinamaldehído son capaces de inhibir la comunicación inter-celular de, al menos, las bacterias Gram Negativas y, en consecuencia, incluso su capacidad de formación de biofilm?

Ése parece ser el caso, al menos, de:

• Pseudomonas spp.  (https://goo.gl/MVFc6H, https://goo.gl/ocxnih, https://goo.gl/5Xqk2s)
• S. aureus y E. coli (https://goo.gl/QA8HSq)
• E. coli (https://goo.gl/V971Hm, https://goo.gl/RSdskL)
• Vibrio spp. (https://goo.gl/fyxovQ)

Y en el caso de Acinetobacter, una Gram Negativa altamente especializada en la formación de biofilms secos, es conocida la importancia del Quorum Sensing en su fisiología, incluyendo tal formación de biofilms, por lo que es lógico atribuir a la inhibición del QS los efectos que el cinamaldehído ha mostrado.

Mayor misterio reviste la inesperada eficacia que algunos desinfectantes con cinamaldehído en su composición han mostrado frente a micobacterias y que, en todo caso, está confirmada en la bibliografía.

¿Es posible que otra inhibición del QS bloquee la reacción de clumping característica de Mycobacterium en entornos adversos (https://aem.asm.org/content/76/2/546)?

Se impone avanzar y profundizar más, no sólo en el estudio del biofilm seco, sino también en cómo eliminarlo y, sobretodo, en cómo frenar su desarrollo en los hospitales.