Publicación: Análisis del potencial de cepas de Bacillus spp. y de sus metabolitos para contribuir al control natural de bacterias gram negativas
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Fecha
2023
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Editor
Facultad de Ciencias Exactas - Universidad Nacional de Salta
Resumen
El género Bacillus fue reportado por primera vez por Cohn (1872), quien lo describió como bacterias productoras de endosporas. Pertenecen al Reino Bacteria; Filo Firmicutes y Familia Bacillaceae. Por sus características particulares, estos microorganismos se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza; lo podemos encontrar en el suelo, agua, ambientes extremos, raíces de plantas, alimentos, tracto gastrointestinal de animales, etc.
De acuerdo a la literatura científica, se cree que Bacillus ejerce una actividad biocontroladora, mediante la producción de diversos metabolitos, entre los que se encuentran los lipopéptidos cíclicos y dentro de este grupo podemos mencionar a las familias de kurtaskinas, surfactinas, iturinas y fengicinas. Estas sustancias se caracterizan por presentar un amplio espectro de acción sobre virus, hongos fitopatógenos y actividad entomopatógena, como así también sobre bacterias patógenas presentes en alimentos y de origen clínico. En la actualidad para el control de enfermedades de plantas, animales y humanos se usan diversas sustancias de origen químico, como agentes microbiocidas, microbiostáticos y antibióticos, con acción protectora y de carácter sistémico. Frente a esta situación existen antecedentes bibliográficos con rigurosidad científica que informan que el uso excesivo de estas sustancias causa serios problemas ambientales, por lo que a nivel mundial surge la necesidad de buscar y desarrollar alternativas naturales de control biológico no contaminantes para el ser humano y medio ambiente.
El objetivo general de este trabajo de tesis fue determinar la actividad biológica de cepas de Bacillus spp. frente a diferentes cepas de bacterias gram negativas, para evaluar alternativas naturales de control de algunos de estos patógenos. Para su desarrollo la tesis se dividió en una Introducción General y cuatro capítulos.
En la Introducción Gral. se hace una presentación del género Bacillus en cuanto a sus principales características, taxonomía y clasificación. Como así también se informa de sus propiedades biotecnológicas, la producción de metabolitos secundarios con amplio espectro de actividad biológica, su uso como PGPR y su potencial uso como integrante de suplemento probióticos.
En el primer capítulo se presenta como se realizó la selección de cepas de Bacillus spp. con potencial actividad biológica frente a bacterias gram negativas de origen clínico y entérico. Para ello se usó una técnica cualitativa conocida como método de difusión en agar. Se trabajó con la suspensión celular (SC) y el sobrenadante libre de células (SLC) de todas las cepas de Bacillus seleccionadas frente a distintas cepas de Escherichia coli, Salmonella enterica diferentes serovariedades y Klebsiella pneumoniae. Se demostró que las cepas de Bacillus amyloliquefaciens y Bacillus subtilis subsp. subtilis presentaron buenos resultados frente a E. coli y S. enterica por medio de este ensayo.
En el segundo capítulo se evalúa la actividad antibacteriana por un método cuantitativo denominado contacto directo de las cepas de B. amyloliquefaciens (B31) y de B. subtilis subsp. subtilis (C4) frente a diferentes cepas de E. coli y distintas serovariedades de Salmonella enterica. Para realizar esta parte experimental se trabajó con el SLC y la fracción de lipopéptidos (FL) a distintas concentraciones de las cepas de Bacillus ya mencionadas. La FL de B. amyloliquefaciens (B31) y de B. subtilis subsp. subtilis (C4) demostró importantes propiedades antibacterianas frente a bacterias gram negativas, debiendo destacar que los efectos positivos sobre el control de cepas de S. enterica fueron significativos a distintas concentraciones de la FL que se usaron en los ensayos.
En el tercer capítulo se realizaron ensayos por UV-MALDI MS del SLC y FL de las cepas de B. amyloliquefaciens (B31) y de B. subtilis subsp. subtilis (C4), para determinar la presencia de los homólogos de las distintas familias de lipopéptidos cíclicos que podrían estar presentes en las distintas muestras analizadas. Se detectaron diferentes homólogos de kurtaskinas, surfactinas, bacilomicina, iturinas y fengicinas; con prevalencia de mayores señales para homólogos de surfactinas. Luego se hizo la caracterización estructural de algunos homólogos de los lipopéptidos ya mencionados por UV-MALDI MS/MS. Por medio de este análisis se demostró que B. amyloliquefaciens (B31) sintetiza bacilomicina D y que B. subtilis subsp. subtilis (C4) sintetiza iturina C, que serían unos de los responsables de la actividad antibacteriana sobre bacterias gram negativas.
En el cuarto capítulo se determina si los lipopéptidos sintetizados por B. subtilis subsp. subtilis (C4), ejercen algún efecto toxico sobre ratones BALB/c, mediante pruebas generales e inmunológicas y para ello se usó SLC y FL a concentraciones de 10 mg/mL y 20 mg/mL. Se demostró que el SLC y la FL de 10 mg/mL no causaron daños significativos sobre distintos parámetros fisiológicos medidos en los animales de experimentación.
Los resultados obtenidos en este trabajo de tesis son alentadores porque las cepas de B. amyloliquefaciens y de B. subtilis subsp. subtilis estudiadas presentaron características relevantes como para ser consideradas potenciales bacterias biocontroladoras de bacterias gram negativas.
Descripción
Tesis de Doctorado en Ciencias - Área Química Aplicada
Palabras clave
Bacillus, lipopéptidos, bacterias gram (-)
Citación
Huarachi Sergio Fernando - Análisis del potencial de cepas de Bacillus spp. y de sus metabolitos para contribuir al control natural de bacterias gram negativas - Tesis de Doctorado en Ciencias - Área Química Aplicada. 2023