Malassezia furfur promueve el crecimiento de Staphylococcus epidermidis mediante el aumento del pH en condiciones libres de lípidos
Malassezia furfur y Staphylococcus epidermidis son microorganismos comensales frecuentemente asociados a la piel humana. Ambos han sido implicados en la patogénesis de la dermatitis seborreica y la caspa (DS/C), condiciones caracterizadas por un desequilibrio en la colonización de la microbiota cutánea. Las especies de Malassezia, en particular M. furfur, se consideran actores clave en DS/C debido a su proliferación excesiva en las lesiones cutáneas afectadas y a la eficacia terapéutica de los tratamientos antifúngicos. De manera similar, S. epidermidis se ha encontrado en alta abundancia en las lesiones de DS/C, y su papel en esta condición está respaldado por la mejoría de los síntomas tras el uso de antibióticos tópicos. La co-colonización de estos microorganismos en las lesiones de DS/C plantea interrogantes sobre sus interacciones potenciales y cómo podrían influir en el crecimiento y actividad mutuos.
La superficie cutánea de individuos con DS/C muestra una composición lipídica alterada, con niveles reducidos de lípidos totales, triglicéridos, colesterol y ceramidas. Esta deficiencia lipídica es particularmente relevante para las especies de Malassezia, que, excepto M. pachydermatis, dependen de lípidos exógenos para su crecimiento. La falta de lípidos en DS/C no solo limita el crecimiento de Malassezia, sino que también podría alterar los metabolitos que producen, afectando así el microambiente cutáneo. Por otro lado, S. epidermidis es sensible a factores ambientales como el pH, la temperatura y la concentración de glucosa. Este estudio buscó investigar la interacción entre M. furfur y S. epidermidis en condiciones libres de lípidos, centrándose en cómo M. furfur podría influir en el crecimiento de S. epidermidis mediante cambios en el entorno cutáneo.
Para explorar esta interacción, se cultivaron M. furfur (ATCC 14521) y S. epidermidis (ATCC 12228) in vitro. M. furfur se cultivó en medio Dixon modificado bajo condiciones aeróbicas a 30°C, mientras que S. epidermidis se cultivó en agar triptona soya (TSA) a 37°C. Para el experimento, M. furfur se transfirió a un medio libre de lípidos (extracto de carne-cloruro de sodio-peptona, BSCP) y se ajustó a una concentración de 1,5 × 10^7 unidades formadoras de colonias (UFC)/mL. El cultivo se incubó durante la noche a 30°C con agitación. Tras centrifugación para eliminar células de levadura, el sobrenadante se filtró mediante una membrana de 0,22 µm para obtener el sobrenadante de cultivo de M. furfur (SMF), utilizado en experimentos posteriores.
El crecimiento de S. epidermidis en presencia de SMF se evaluó mediante curvas de crecimiento y citometría de flujo. S. epidermidis se cultivó en BSCP, y las suspensiones bacterianas se sembraron en placas de 96 pozos. El SMF se diluyó en una serie de 5 veces (0, 5, 25, 125 y 625 veces) y se añadió a las suspensiones bacterianas. El crecimiento se monitoreó midiendo la densidad óptica a 600 nm cada hora. La citometría de flujo cuantificó el número bacteriano tras 15 horas de incubación. Los resultados mostraron que el SMF promovió significativamente el crecimiento de S. epidermidis de manera dependiente de la concentración, con la mayor tasa de crecimiento observada en SMF sin diluir.
Para comprender el mecanismo subyacente, se investigó el efecto del pH en el crecimiento de S. epidermidis. Se ajustó el BSCP a valores de pH entre 3,0 y 9,0, midiéndose el crecimiento bacteriano en cada nivel. Los resultados indicaron que el crecimiento de S. epidermidis se redujo significativamente a pH 3,0 y 4,0, con un crecimiento óptimo a pH 7,0. La citometría de flujo confirmó estos hallazgos. Al comparar los pH de SMF y BSCP, el SMF mostró un pH más alto (6,23 ± 0,01) que el BSCP (5,13 ± 0,01). La sincronización de los valores de pH entre SMF y BSCP eliminó el efecto promotor del crecimiento, sugiriendo que el aumento del pH fue el factor principal.
También se examinó el papel de la actividad de la ureasa en M. furfur. La ureasa cataliza la hidrólisis de urea en amoníaco, elevando el pH del entorno. M. furfur se cultivó en condiciones lipídicas suficientes y deficitarias, midiéndose la actividad de la ureasa mediante un kit de ensayo. La actividad de la ureasa fue significativamente mayor en condiciones libres de lípidos, correlacionándose con un aumento progresivo del pH en el sobrenadante. Al inhibir la ureasa con ácido acetohidroxámico (AHA), se redujo la actividad enzimática y se previno el incremento del pH en SMF, confirmando su papel en los cambios de pH.
Los hallazgos sugieren que, en condiciones lipídicas deficitarias, M. furfur incrementa el pH mediante una mayor actividad de la ureasa, creando un entorno favorable para S. epidermidis. Esta interacción podría contribuir al desequilibrio microbiano observado en DS/C. El estudio resalta la importancia de la disponibilidad lipídica en la regulación de las interacciones entre microbiota cutánea y sugiere que la suplementación lipídica podría restaurar el equilibrio en la colonización de estos microorganismos.
En conclusión, esta investigación proporciona información valiosa sobre las interacciones complejas entre M. furfur y S. epidermidis en DS/C. Los resultados subrayan el papel del pH como factor crítico en el crecimiento microbiano y proponen que la modulación de la actividad de la ureasa o los niveles lipídicos podría ser una estrategia terapéutica para DS/C. Se requieren estudios adicionales, especialmente in vivo, para validar estos hallazgos y explorar sus implicaciones clínicas.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000152