Efecto del herbicida ácido 2, 4-Diclorofenoxiacético sobre la fimbriación de bacterias uropatógenas / Effect of the herbicide 2, 4-Dichlorophenoxyacetic acid on fimbriation of uropathogenic bacteria

RESUMEN

Existen algunos datos epidemiológicos que demuestran que, en poblaciones rurales, la frecuencia de lesiones inflamatorias de origen infeccioso en el riñón es mayor en individuos expuestos a pesticidas. Estudios previos han demostrado que el herbicida 2,4-D altera las propiedades de adherencia bacteriana a riñón, mediada por fimbrias de Escherichia coli uropatógena, si bien aún no se ha estudiado el mecanismo que podría estar involucrado. El 2,4-D demostró capacidad de generar uniones covalentes a proteínas de bacilos gram negativos. Debido a este hallazgo, se hipotetizó que la unión del herbicida a proteínas involucradas en la síntesis, exportación o ensamble de las subunidades fimbriales podía alterar la expresión de las fimbrias. En este trabajo se demuestra una unión covalente del herbicida a proteínas de membrana externa de Escherichia coli uropatógena y paralelamenteuna disminución de la fimbriación, determinada por tres técnicas diferentes hemoaglutinación, cuantificación de proteínas de superficie y microscopía electrónica. Una conclusión importante está referida a que la exposición accidental detrabajadores rurales al 2,4-D en muy bajas dosis y durante un corto período de tiempo tendría un efecto protector de la pielonefritis por disminución de la fimbriación; mientras que los altos niveles de exposición predispondrían a la recurrencia del proceso infeccioso en el modelo de la pielonefritis ascendente no obstructiva en ratón (Balagué et al 2002). Probablemente los estudios epidemiológicos que asocian exposición a los herbicidas e infección renal estén relacionados con este último tipo de exposiciones.

ABSTRACT

Epidemiological data demonstrate, on rural populations, that the frequency of inflammatory lesions in renal tissue is higher for individuals exposed to pesticides. Previous studies demonstrated that the herbicide 2,4-D altered the bacterial adherence properties to renal tissue, mediated by fimbriae in uropathogenic Escherichia coli, but the mechanism involved is still unknown. The acid 2,4-D has the ability to perform covalent bonds to proteins in gram-negative bacteria. Because of this fact, we hypothesized that the 2,4-D acid binds proteins involved in the synthesis, export or ensemble of fimbrial subunits, modifying fimbrial expression. In this work we demonstrated a covalent bond of the herbicide to outer membrane proteins in uropathogenic E. coli and a paralleldecrease of fimbriation, assayed by three different methods: hemmaglutination, surface protein quantification and electronmicroscopy. An important conclusion is that the accidental exposure of rural workers to 2,4-D may have a protective effect by a decrease in fimbriation, when it is used in low doses and during a short period of exposure. But, it must be considered that high doses and several days of exposure had adverse effects, like recurrence of infection, in the mouse model of ascendingpyelonephritis (Balagué et al, 2002). Probably, the epidemiological studies that associate the herbicide exposure with renal infection were due to the last kind of exposure described.