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.

Palabras claves: bacterias, actividad antimicrobiana.

Introducción

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.

22

23

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

3 4

VacciMonitor, Año 8 No. 2 3

I

Tabla 2. Espectro de actividad de las cepas productoras de sustancias antimicrobianas evaluadasfrente a las bacterias patógenas de humanos (Continuación)

Cepas de la Colección de Bacterias Marinas

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~:t!8_CIICBM 113 Bacillus sp.iisMB ';j$p

CBM 117 Bacillus sp.CBM 119 Bacillus s,mif0J~~llj);G[a1CBM122 Bacilluss,~tIIl~

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CBM 140 Bacillus sp..H ,...;~..

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4 VacciMonitor, febrero de 1999

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Tabla 2. Espectro de actividad de las cepas productoras de sustancias antimicrobianas evaluadasfrente a las bacterias patógenas de humanos (Continuación)

1

A

1

B

1

e214

2I

2

6B 19F

3

Leyenda:

Neisseria meningitidis serogrupo A: 1-ANeisseria meningitidis serogrupo B: 1-BNeisseria meningitidis serogrupo C: 1-CStreptococcus pneumoniae serotipo 14: 2-14Streptococcus pneumoniae serotipo 6B: 2-6B

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

VacciMonitor, Año 8 No. 2 5

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

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II

III

III

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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.

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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.

Key Words: bacteria, antimicrobial activity.

Recíbído:junio/98 Aprobado:enero/99