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Hipotiocianito

El hipotiocianato es el anión [OSCN] − y la base conjugada del ácido hipotiocianoso ( HOSCN ). Es un compuesto orgánico que forma parte de los tiocianatos, ya que contiene el grupo funcional SCN. Se forma cuando un oxígeno se une mediante un enlace simple al grupo tiocianato . El ácido hipotiocianoso es un ácido bastante débil; su constante de disociación ácida (p K a ) es 5,3.

El hipotiocianato se forma por catálisis de peroxidasa [1] de peróxido de hidrógeno y tiocianato:

H 2 O 2 + SCN − → OSCN − + H 2 O

Como bactericida

El hipotiocianito se produce de forma natural en el sistema inmunológico antimicrobiano del tracto respiratorio humano [2] en una reacción redox catalizada por la enzima lactoperoxidasa . [3] Se ha investigado ampliamente por sus capacidades como antibiótico alternativo, ya que es inofensivo para las células del cuerpo humano y, al mismo tiempo, citotóxico para las bacterias. [4] Los procesos exactos para fabricar hipotiocianito se han patentado, ya que es un antimicrobiano tan eficaz que tiene muchas aplicaciones comerciales. [5]

Mecanismo de acción

Las reacciones catalizadas por lactoperoxidasa producen productos de oxidación intermedia de corta duración de SCN − , que proporcionan actividad antibacteriana. [6]

El principal producto de oxidación intermedia es el hipotiocianito OSCN − , que se produce en una cantidad de aproximadamente 1 mol por mol de peróxido de hidrógeno. En el pH óptimo de 5,3, el OSCN − está en equilibrio con el HOSCN. El HOSCN sin carga se considera el mayor bactericida de las dos formas. [7] A pH 7, se evaluó que el HOSCN representa el 2% en comparación con el OSCN − 98%. [8]

Se informa que la acción de OSCN − contra las bacterias es causada por la oxidación de sulfhidrilo (SH). [9]

La oxidación de los grupos -SH en la membrana citoplasmática bacteriana produce la pérdida de la capacidad de transportar glucosa y también la pérdida de iones potasio, aminoácidos y péptidos.

OSCN − también se ha identificado como un agente antimicrobiano en la leche, la saliva, [10] las lágrimas y el moco.

OSCN − se considera un producto seguro ya que no es mutagénico. [11]

Relación con la fibrosis quística

Inicialmente, este compuesto particular catalizado por lactoperoxidasa se descubrió originalmente al observar el entorno específico del sistema inmunológico respiratorio debilitado de los pacientes con fibrosis quística contra la infección bacteriana. [12]

Los síntomas de la fibrosis quística incluyen una incapacidad para secretar cantidades suficientes de SCN , lo que resulta en una escasez del hipotiocianito necesario, lo que provoca un aumento de la viscosidad mucosa, inflamación e infección bacteriana en el tracto respiratorio.

La lactoferrina con hipotiocianito ha obtenido el estatus de medicamento huérfano por parte de la EMEA [13] y la FDA [14] .

Naturalmente, el descubrimiento se correlacionó con estudios que exploraban diferentes métodos que buscaban obtener más antibióticos alternativos, entendiendo que la mayoría de los antibióticos más antiguos están perdiendo efectividad contra las bacterias con resistencia a los antibióticos. [ cita médica necesaria ]

OSCN − , que no es un antibiótico, ha demostrado ser eficaz contra superbacterias, incluidas las cepas de referencia MRSA, BCC y Mucoid PA [ cita médica necesaria ]

Esquema de LPO/SCN − /H 2 O 2 en el pulmón humano :

Rango de eficacia

Lista no exhaustiva de microorganismos.

Bacterias (Gram-positivas y Gram-negativas)

Virus [15]

Levaduras y mohos

Véase también

Referencias

  1. ^ Furtmüller PG, Zederbauer M, Jantschko W, Helm J, Bogner M, Jakopitsch C, Obinger C (enero de 2006). "Estructura del sitio activo y mecanismos catalíticos de las peroxidasas humanas". Arch. Biochem. Biophys . 445 (2): 199–213. doi :10.1016/j.abb.2005.09.017. PMID  16288970.
  2. ^ Al Obaidi AH (julio de 2007). "Función de la lactoperoxidasa de las vías respiratorias en la eliminación del daño causado por el peróxido de hidrógeno en el asma". Ann Thorac Med . 2 (3): 107–10. doi : 10.4103/1817-1737.33698 . PMC 2732085 . PMID  19727356. 
  3. ^ Moskwa P, Lorentzen D, Excoffon KJ, Zabner J, McCray PB, Nauseef WM, Dupuy C, Bánfi B (enero de 2007). "Un nuevo sistema de defensa del huésped de las vías respiratorias es defectuoso en la fibrosis quística". Am. J. Respir. Crit. Care Med . 175 (2): 174–83. doi :10.1164/rccm.200607-1029OC. PMC 2720149. PMID  17082494 . 
  4. ^ Carlsson J, Edlund MB, Hänström L (junio de 1984). "Efectos bactericidas y citotóxicos de mezclas de hipotiocianito y peróxido de hidrógeno". Infect. Inmun . 44 (3): 581–6. doi : 10.1128/IAI.44.3.581-586.1984. PMC 263633. PMID  6724690. 
  5. ^ Mansson-Rahemtulla B, Pruitt KM, Tenovuo J, Le TM (octubre de 1983). "Un enjuague bucal que optimiza la generación in vivo de hipotiocianito". J. Dent. Res . 62 (10): 1062–6. doi :10.1177/00220345830620101101. PMID  6578235. S2CID  19490884.
  6. ^ Pruitt KM, Tenovuo J, Andrews RW, McKane T (febrero de 1982). "Oxidación de tiocianato catalizada por lactoperoxidasa: estudio polarográfico de los productos de oxidación". Bioquímica . 21 (3): 562–7. doi :10.1021/bi00532a023. PMID  7066307.
  7. ^ Thomas EL, Pera KA, Smith KW, Chwang AK (febrero de 1983). "Inhibición de Streptococcus mutans por el sistema antimicrobiano de la lactoperoxidasa". Infect. Immun . 39 (2): 767–78. doi :10.1128/IAI.39.2.767-778.1983. PMC 348016. PMID  6832819 . 
  8. ^ Thomas EL (mayo de 1981). "Oxidación de tiocianato catalizada por lactoperoxidasa: equilibrios entre formas oxidadas de tiocianato". Bioquímica . 20 (11): 3273–80. doi :10.1021/bi00514a045. PMID  7248282.
  9. ^ Thomas EL, Aune TM (mayo de 1978). "Sistema antimicrobiano de lactoperoxidasa, peróxido y tiocianato: correlación de la oxidación de sulfhidrilo con la acción antimicrobiana". Infect. Inmun . 20 (2): 456–63. doi : 10.1128/IAI.20.2.456-463.1978. PMC 421877. PMID  352945. 
  10. ^ Tenovuo J (enero de 2002). "Aplicaciones clínicas de las proteínas antimicrobianas del huésped lactoperoxidasa, lisozima y lactoferrina en la xerostomía: eficacia y seguridad". Oral Dis . 8 (1): 23–9. doi :10.1034/j.1601-0825.2002.1o781.x. PMID  11936452.
  11. ^ White WE, Pruitt KM, Mansson-Rahemtulla B (febrero de 1983). "El sistema antibacteriano de peroxidasa-tiocianato-peróxido no daña el ADN". Antimicrob. Agents Chemother . 23 (2): 267–72. doi : 10.1128 /aac.23.2.267. PMC 186035. PMID  6340603. 
  12. ^ Gattas MV, Forteza R, Fragoso MA, Fregien N, Salas P, Salathe M, Conner GE (noviembre de 2009). "La defensa oxidativa del huésped epitelial está regulada por estímulos infecciosos e inflamatorios". Radic. Biol. Med . 47 (10): 1450–8. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2009.08.017. PMC 2767478. PMID  19703552 . 
  13. ^ "Resumen público de la opinión positiva para la designación huérfana de hipotiocianito/lactoferrina para el tratamiento de la fibrosis quística" (PDF) . Evaluación previa a la autorización de medicamentos de uso humano . Agencia Europea de Medicamentos. 2009-09-07. Archivado desde el original (PDF) el 2010-05-30 . Consultado el 2010-01-23 .
  14. ^ "Meveol: estatus de medicamento huérfano otorgado por la FDA para el tratamiento de la fibrosis quística". Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos. 5 de noviembre de 2009. Archivado desde el original el 24 de diciembre de 2009. Consultado el 23 de enero de 2010 .
  15. ^ Mikola H, Waris M, Tenovuo J (marzo de 1995). "Inhibición del virus del herpes simple tipo 1, el virus respiratorio sincitial y el virus echo tipo 11 por hipotiocianito generado por peroxidasa". Antiviral Res . 26 (2): 161–71. doi :10.1016/0166-3542(94)00073-h. PMID  7605114.

Lectura adicional