Detección de actividad antimicrobiana en bacterias marinas frente a bacterias patógenas humanas Gladys Pérez de la FI, Elsie Iglesias p2, Lourdes Grañal, Teresita Morales2, Alfredo Alfaro2 1 Instituto de Oceanologfa. Ciudad de La Habana, Cuba. 2 Instituto Finlay. Centro de Investigación-Producción de Vacunas y Sueros. Ciudad de La Habana, Cuba. En el presente estudio se analizó la capacidad de producción de sustancias antimicrobianas por microorganismos pertenecientes a la Colección de Bacterias Marinas del Instituto de Oceanología, frente a bacterias patógenas humanas. Se utilizó la técnica de difusión en agar, empleando bloques de agar con el microorganismo patógeno a evaluar. El 73% de las cepas marinas evaluadas produjeron sustancias capaces de inhibir el crecimiento de al menos uno de los gérmenes patógenos estudiados (Neisseria meningitidis serogrupos A, B Y C, Streptococcus pneumoniae serotipos 14, 6B Y 19F, Salmonella typhi y Corynebacterium diphtheriael. Esta última cepa resultó la más sensible. Los resultados obtenidos sugieren la posible utilización de estas bacterias o sus compuestos antibacterianos en el tratamiento de algunas enfermedades del hombre. Palabras claves: bacterias, actividad antimicrobiana. Introducción La mayoría de los antibióticos de origen microbiano se obtienen de bacterias terrestres. Sin embargo, si se tiene en cuenta la - epidemia - (11 del creciente aumento de resistencia desarrollada por microorganismos patógenos a los antibióticos comerciales; se hace cada vez más necesaria la búsqueda de nuevos antibióticos y con ello la exploración de fuentes tradicionalmente no explotadas para estos fines. Las bacterias marinas se reconocen, no sólo por desempeñar un papel importante en la ecología del mar, sino que por su extensión y diversidad también constituyen un recurso potencial de nuevas sustancias antibióticas (21. Este potencial es más importante debido a que las formas de vida marinas han evolucionado y se exponen a condiciones ambientales diferentes a las que habitan en el medio terrestre. Estas diferencias hacen que las especies marinas produzcan moléculas totalmente nuevas (31. Numerosas investigaciones destacan la producción de sustancias antimicrobianas por bacterias marinas (4, 5, 6, 7, 8, 9, 101. Algunas sugieren que éstas podrían ser de gran utilidad en el control de enfermedades, tanto en acuicultura (11, 12, 131 como en patología humana (14, 151. El presente trabajo tiene como objetivo principal determinar la capacidad de inhibición que presentan sustancias provenientes de bacterias marinas, frente a un grupo de bacterias patógenas humanas. Materiales y Métodos Microorganismos Las bacterias evaluadas en esta investigación (88 cepas), se aislaron en aguas y sedimentos de la plataforma insular de Cuba yaguas oceánicas adyacentes, y pertenecen a la Colección de Bacterias Marinas del Instituto de Oceanología de Cuba, donde se conservan por subcultivos bajo aceite mineral estéril (1 61. Estas cepas fueron capaces de inhibir el crecimiento de la mayoría de los gérmenes reveladores de actividad antimicrobiana ensayados por Pérez en 1995 (17). Las bacterias patógenas . humanas utilizadas fueron: Neisseria meningitidis serogrupos A, B y C, Streptococcus pneumoniae serotipos 14, 6 B y 19 F, Salmonel/a typhi y Corynebacterium diptheriae de la Colección de Cultivos del Instituto Finlay. Todas las cepas de referencia, con excepción de Neisseria meningitidis serogrupos B (cepa salvaje), estaban conservadas en Skim Milk por liofilización y congelación a -70 DC. Prueba de susceptibilidad La presencia de actividad antimicrobiana se determinó por el método de difusión en agar, mediante el empleo de bloques de agar con cultivos de bacterias marinas. Se utilizaron bloques de 0,5 cm de diámetro y 0,2 cm de alto con cultivos de 120 horas de incubación, dispuestos de forma equidistante en una placa petri de agar inoculada por diseminación con la bacteria patógena a evaluar. Posteriormente, la placa se colocó en refrigeración (predifusión de 2-4 horas a 5 DC) y finalmente se incubó a 28 DC durante 24, 48 y 72 horas, de acuerdo con las condiciones de cultivo del germen revelador (18). 2 VacciMonitor, febrero de 1999
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Detección de actividad antimicrobiana en bacterias marinas ...
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Detección de actividad antimicrobiana en bacterias marinas frente a
bacterias patógenas humanas
Gladys Pérez de la FI, Elsie Iglesias p2, Lourdes Grañal, Teresita Morales2, Alfredo Alfaro2
1 Instituto de Oceanologfa. Ciudad de La Habana, Cuba.
2 Instituto Finlay. Centro de Investigación-Producción de Vacunas y Sueros. Ciudad de La Habana, Cuba.
En el presente estudio se analizó la capacidad de producción de sustancias antimicrobianas por microorganismospertenecientes a la Colección de Bacterias Marinas del Instituto de Oceanología, frente a bacterias patógenashumanas. Se utilizó la técnica de difusión en agar, empleando bloques de agar con el microorganismo patógeno aevaluar. El 73% de las cepas marinas evaluadas produjeron sustancias capaces de inhibir el crecimiento de al menosuno de los gérmenes patógenos estudiados (Neisseria meningitidis serogrupos A, B Y C, Streptococcus pneumoniaeserotipos 14, 6B Y 19F, Salmonella typhi y Corynebacterium diphtheriael. Esta última cepa resultó la más sensible.Los resultados obtenidos sugieren la posible utilización de estas bacterias o sus compuestos antibacterianos en eltratamiento de algunas enfermedades del hombre.
La mayoría de los antibióticos de origen microbiano seobtienen de bacterias terrestres. Sin embargo, si se tiene encuenta la -epidemia - (11 del creciente aumento deresistencia desarrollada por microorganismos patógenos alos antibióticos comerciales; se hace cada vez másnecesaria la búsqueda de nuevos antibióticos y con ello laexploración de fuentes tradicionalmente no explotadas paraestos fines.
Las bacterias marinas se reconocen, no sólo por
desempeñar un papel importante en la ecología del mar,
sino que por su extensión y diversidad también constituyen
un recurso potencial de nuevas sustancias antibióticas (21.
Este potencial es más importante debido a que las formas
de vida marinas han evolucionado y se exponen acondiciones ambientales diferentes a las que habitan en el
medio terrestre. Estas diferencias hacen que las especiesmarinas produzcan moléculas totalmente nuevas (31.
Numerosas investigaciones destacan la producción desustancias antimicrobianas por bacterias marinas (4, 5, 6,
7, 8, 9, 101. Algunas sugieren que éstas podrían ser de
gran utilidad en el control de enfermedades, tanto enacuicultura (11, 12, 131 como en patología humana (14,151.
El presente trabajo tiene como objetivo principal determinarla capacidad de inhibición que presentan sustanciasprovenientes de bacterias marinas, frente a un grupo debacterias patógenas humanas.
Materiales y Métodos
Microorganismos
Las bacterias evaluadas en esta investigación (88 cepas), seaislaron en aguas y sedimentos de la plataforma insular deCuba yaguas oceánicas adyacentes, y pertenecen a la
Colección de Bacterias Marinas del Instituto de Oceanologíade Cuba, donde se conservan por subcultivos bajo aceitemineral estéril (1 61. Estas cepas fueron capaces de inhibir elcrecimiento de la mayoría de los gérmenes reveladores deactividad antimicrobiana ensayados por Pérez en 1995 (17).
Las bacterias patógenas . humanas utilizadas fueron:Neisseria meningitidis serogrupos A, B y C, Streptococcus
pneumoniae serotipos 14, 6 B y 19 F, Salmonel/a typhi yCorynebacterium diptheriae de la Colección de Cultivos delInstituto Finlay. Todas las cepas de referencia, conexcepción de Neisseria meningitidis serogrupos B (cepasalvaje), estaban conservadas en Skim Milk por liofilizacióny congelación a -70 DC.
Prueba de susceptibilidad
La presencia de actividad antimicrobiana se determinó por elmétodo de difusión en agar, mediante el empleo de bloquesde agar con cultivos de bacterias marinas. Se utilizaronbloques de 0,5 cm de diámetro y 0,2 cm de alto concultivos de 120 horas de incubación, dispuestos de formaequidistante en una placa petri de agar inoculada pordiseminación con la bacteria patógena a evaluar.Posteriormente, la placa se colocó en refrigeración(predifusión de 2-4 horas a 5 DC) y finalmente se incubó a28 DC durante 24, 48 y 72 horas, de acuerdo con lascondiciones de cultivo del germen revelador (18).
2 VacciMonitor, febrero de 1999
Los medios de cultivo utilizados se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1. Medios de cultivo empleados para el crecimiento y mantenimiento de los microorganismosutilizados en este estudio
19Medio No. 6 bacterias marinas de la CBM
20
Medio BHI
N. meningitidis serogrupos A, B, e
21
Medio agar Mueller- Hinton
Medio Loeffler C. diphtheriae
S. pneumoniae serotipos 14, 6B Y 19
Medio agar nutriente S. typhi
Lectura e interpretación:
La presencia de zonas claras de inhibición del crecimientoalrededor de los bloques de agar con los cultivos a evaluar
(halos de inhibición > 0,1 cm), revelaron la producción desustancias antibacterianas provenientes de las bacteriasmarinas.
Resultados y Discusión
Los resultados de este estudio se presentan en la Tabla 2.
Se observa que 63 cepas marinas (73%) fueron capaces deinhibir el crecimiento de al menos uno de los gérmenes
patógenos evaluados.
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En comparación con estudios similares (7, 8, 10 12, 14,15), en esta investigación presentaron actividadantimicrobiana un mayor número de cepas, lo que evidenciael alto potencial biomédico de la microbiota marinarepresentada en la Colección de Bacterias Marinas delInstituto de Oceanología.
En cuanto al amplio espectro de actividad desarrollado porlas cepas marinas, una (1 %) inhibió el crecimiento de todaslas bacterias patógenas probadas, 5 cepas (6%) contrasiete o más, 8 (9%) frente a seis o más, 9 (10%) contracinco o más, 16 (18%) frente a cuatro o más, 23 (26%)contra tres o más y 31 (35%) frente a dos o más (Tabla 2).
Tabla 2. Espectro de actividad de las cepas productoras de sustancias antimicrobianas evaluadasfrente a las bacterias patógenas de humanos
214
268
219F
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I
Tabla 2. Espectro de actividad de las cepas productoras de sustancias antimicrobianas evaluadasfrente a las bacterias patógenas de humanos (Continuación)
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Tabla 2. Espectro de actividad de las cepas productoras de sustancias antimicrobianas evaluadasfrente a las bacterias patógenas de humanos (Continuación)
Streptococcus pneumoniae serotipo 19F: 2-19Salmonella typhi: 3Corynebacterium diphtheriae: 4Presencia de halo de inhibición: +Ausencia de halo de inhibición: -
El 50% de las bacterias marinas estudiadas mostraronactividad antimicrobiana contra Corynebacterium
diphtheriae, resultando ésta la cepa patógena más sensible(Tabla 3).
Tabla 3. Número y porcentajes de cepas marinas que presentaron actividad antimicrobianafrente a las cepas patógenas humanas
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El descubrimiento y aislamiento de bacterias marinas
productoras' de sustancias antimicrobianas ha dadodefinitivamente importancia al fenómeno de antagonismo
microbiano en el medio marino. Este hecho pudiera indicar
que las bacterias marinas desempeñan un papeldeterminante en el carácter autodepurador que se la ha
adjudicado al mar, como ya han sugerido y comprobadootros investigadores (5, 6, 24).
No obstante, como señala Lodeiros y colaboradores en
1988 (131. las características físico-químicas del mar suelen
ser adversas a microorganismos de origen telúrico, lo cual
contribuye a determinar dicho carácter y gran parte del
mismo se debe a sustancias no sólo producidas por
bacterias o microorganismos en general, sino también pororganismos superiores desde el punto de vista sistemático,
lo cual es constatado por García-Tello y Cedeño en 1975
(25).
I
II
I
I
I
Dada la tendencia actual de las empresas transnacionales
productoras de medicamentos de buscar antibióticos más
Referencias
1. Welch G. Resistencia microbiana a los antibióticos. Una nueva
clase de epidemia. Consulta Médic. 1988; 1(1): 11-13.
2. Fenical W y Jensen PRo Marine Microorganisms: A New
BiomedicalResource.En: Attaway DH y Zaborsky ORoMarine
Biotechnology. New York: Plenum Press; 1993: 419-455
3. Barbier GD y Prieur D. Une Nouvelle tiliare: Les
10. Rosenfeld DW y ZoBell CEoAntibiotic production by marine
microorganisms. Journal of Bacteriology. 1947; 54:393-398.
efectivos, debido a que como consecuencia del uso y abusode los antibióticos los microorganismos desarrollan nuevasformas de resistencia, se impone la necesidad de explorarambientes no tradicionalmente explotados para estos fines,como lo es el medio marino.
Las bacterias marinas productoras de sustancias
antibacterianas detectadas en esta investigaciónconstituyen una fuente potencial de nuevas sustancias deinterés para la medicina. El verdadero valor de estosorganismos debe esperar por los estudios químico-biológicos correspondientes de las sustanciasantimicrobianas producidas por las bacterias de la Colecciónde Bacterias Marinas del Instituto de Oceanología.
Conclusiones
El 73% de las cepas estudiadas frente a bacter~as patógenashumanas presentó actividad contra al menos un germen y el1 % frente a los ocho patógenos ensayados.Corynebacterium diphtheriae resultó la más sensible.
Detection of Antimicrobial Activity against Human Pathogenic Bacteria from Marine Bacteria
Abstract
In the present study the production of antimicrobial substances against human pathogen bacteria in different marine bacteriawas analyzed using the agar diffusion method. It was determined that 73% of the evaluated strains yield inhibitorysubstances against the growth of at least one pathogenic bacteria (Neisseria meningitidis, serogroups A, 8 and C;Streptococcus pneumoniae serotypes 14, 68 and 19F, Salmone/la typhi y Corynebacterium diphtheriae). Corynebacteriumdiphtheriae was the most sensitive. The results suggest the possibility of using marine bacteria or their antibacterialsubstances in the prevention and control of human disease.