Potencial farmacológico de algas marinas de Baja California Sur, México

Abstract

En este trabajo se estudiaron los extractos etanólicos de 62 especies de algas recolectadas a lo largo de la península de Baja California Sur, México, por su potencial como fuente de compuestos bioactivos. La actividad antibacteriana, antioxidante, citotóxica, anti-bioincrustante e inhibitoria de los mecanismo de resistencia bacteriana a los antibióticos fueron las actividades evaluadas en este trabajo de tesis. La primera parte de la tesis se centra en la identificación de las algas más prometedoras como fuente de compuestos con activos contra bacterias patógenas resistentes a antibióticos [Staphylococcus aureus (ATCC BAA-42), Streptococcus pyogenes (ATCC BAA-946) y Escherichia coli (ATCC BAA-196)] con mecanismos de resistencia conocido, así mismo, contra Mycobacterium tuberculosis, los extractos activos contra el M. tuberculosis se analizaron por su actividad citotóxica contra la línea celular VERO. También, la primera parte comprende un estudio de selección de los extractos activos frente a microorganismos causantes de la bioincrustación en superficies sumergidas en agua (3 microorganismos terrestres, tres marinos y 3 microalgas). Los resultados más relevantes en cuanto al efecto de los extractos como inhibidores de los mecanismo de resistencia bacteriana, de los 62 extractos etanólicos probados, 12 (20%) de ellos en combinación con la ampicilina fueron capaces de revertir la resistencia de S. aureus y 8 (13%) con eritromicina la de S. pyogenes. El extracto de Sargassum horridum (04-003) fue el único que revirtió la resistencia de S. aureus y S. pyogenes a la ampicilina y eritromicina, respectivamente. Adicionalmente el 80% de los extractos fueron activos contra al menos uno de los microorganismos de prueba y el 51% contra dos microorganismos probados. En el ensayo contra M. tuberculosis solo 5 (8%) extractos mostraron actividad: Laurencia johnstonii (04-005) con una CMI = 12.5 mg mL-1, 3.13 mg mL-1 para Laurencia sp., S. horridum (04-003), Pterosiphonia bipinnata (07-003) y Laurencia pacifica con una CMI = 6.25 mg mL-1. Las CMI de estos extractos en las pruebas de citotoxicidad fueron 19.05 mg mL-1 para S. horridum, < 2 mg mL-1 para L. johnstonii y Laurencia sp., 26.77 mg mL-1 para L. pacifica y 30.76 mg mL-1 para P. bipinnata. En los ensayos de actividad anti-bioincrustrante, 54 extractos fueron evaluados por su capacidad para inhibir el crecimiento de un grupo de microorganismos formadores de incrustraciones, entre llos: E. coli (ATCC 23176), Enterobacter aerogenes (ATCC 13048), S. aureus (ATCC 25923), Pseudoalteromonas elyakovii (ATCC 700519), Polaribacter irgensii (ATCC 700398) Vibrio aestuarianus (ATCC 35048), Fragilaria crotonensis, Scenedesmus armatus y Cosmarium sp. La concentración mínima inhibitoria (CMI) de todos los extractos activos se encontró en el rango de 0,1 a 50 mg mL-1. De todos los extractos probados, 4 (7.4%) fueron activos contra E. coli, 9 (16.6%) activos contra E. aerogenes, 3 (5.5%) activos frente a S. aureus, 5 (9.2%) frente a P. ingensii, 7 (12.9%) contra P. elyakovii y 43 (79.6%) frente a V. aestuarianus. Padina mexicana y U. dactylifera fueron las más activas frente a E. coli con una CMI = 1.0 mg mL-1, los extractos de Gelidium robustum, Ganonema farinosum y Ulva dactylifera mostraron CMI = 0.1 mg mL-1 en contra E. aerogenes. Sólo Colpomenia sinuosa (07-008) mostró CMI = 0.1 mg ml-1 frente a S. aureus. Macrocystis pyrifera (09-019) y Cystoseira osmundacea (06-023) tuvieron CMI = 0.1 mg mL-1 contra de P. irgensii y P. elyakovii. Vibrio aestuarinus fue el microorganismo más sensible, habiendo sido inhibido por el 80% de los extractos, de los cuales el 56% de ellos mostró una CMI = 0.1 mg mL-1. En el caso de las microalgas, se observó un efecto inhibitorio en algunos casos, mientras que en otros casos se observó un afecto activador del crecimiento. Siete (12.9%) extractos mostraron actividad inhibitoria contra Fragilaria crotonensis. Los más activos fueron el extracto del alga 06-014 (no identificada) y el de Colpomenia tuberculata a 0.1 mg mL-1. Por otra parte 8 (14. 8%) tuvieron un efecto activador sobre F. crotonensis, los extractos de S. horridum (04-003), Codium amplivesiculatum (04-004), Rosenvingea intricata (04-020) y Macrocystis pyrifera (06-019) fueron los más activos (0.1 mg mL-1). Sobre Cosmarium sp., sólo 3 (5.5%) de los extractos mostraron actividad inhibitoria. Rosenvingea intricata (06-004), Liagora californica (06-008) y Gelidium robustum (06-033) mostraron un efecto inhibidor a 1.0, 0.1 y 0.1 mg mL-1, respectivamente. Cinco (9.2%), extractos tuvieron un efecto inductor sobre Cosmarium sp., Porphyra peforata (06-020) fue el extracto más activo (0.1 mg mL-1). Scenedesmus armatus fue inhibido por 11 (20.3%) extractos, Rosenvingea intricata (06-004), Corallina vancouvereiencis (06-025) e Hypnea johnstonii (06-035) mostraron actividad a 0.1 mg ml-1, 7 (12.9 %) tuvieron un efecto inductor, de los cuales los extractos de Laurencia johnstonii (04-005), Gelidium robustum (04-008), Padina concrescens (06-018) y Macrocystis pyrifera (06-019) fueron activos a 0.1 mg mL-1. La segunda parte de la tesis se centra en la obtención de compuestos bioactivos a partir de Padina mexicana y Sargassum horridum. El extracto etanólico de P. mexicana y sus fracciones se evaluaron por su capacidad para reducir el radical libre estable DPPH y su capacidad para inhibir el crecimiento de tres bacterias patógenas [S. aureus (ATCC BAA-42), S. pyogenes (ATCCBAA-946) y E. coli (ATCCBAA-196)] por el método de difusión en agar con discos. Nuestros resultados muestran una interesante actividad secuestrante en la fracción obtenida con EtOAc (ESL1F2) la cual mostró una EC50 = 45.5 mg mL-1. En el fraccionamiento de ESL1F2 por cromatografía en columna, se obtuvieron 13 fracciones de las cuales las fracciones polares CCAF10, CCAF11, CCAF12 Y CCAF13 mostraron una EC50 = 12.0, 200.0, 220.0, 130.0 y 23.0 mg mL-1 respectivamente. Las fracciones ESL1F1, ESL1F2 y ESL1F3 mostraron actividad inhibitoria contra S. aureus y S. pyogenes, además la fracción ESL1F2 mostró actividad frente a E. coli a una concentración de 2 mg disco-1. En este estudio se aislaron los compuestos conocidos glicerol, manitol y (2S)-1-oleoil-2-3-palmitoil-O-β-D-galactopiranosil-glicerol. El alga, S. horridum fue estudiada como fuente de compuestos con actividad inhibitoria contra M. tuberculosis. El extracto de esta alga mostró una CMI = 6.25 mg mL-1 frente a M. tuberculosis. En el fraccionamiento del extracto activo se aislaron fucosterol, ácido mirístico y un compuesto cuya estructura actualmente se encuentra en proceso de elucidación. El ácido mirístico fue el único que mostró actividad contra M. tuberculosis con una CMI = 50 mg mL-1.