Bacteria associated with sessile marine invertebrates as a source of active metabolites for their application in human and animal health

Abstract

En las últimas décadas, los invertebrados sésiles marinos han sido el foco de atención en la búsqueda de potenciales aplicaciones industriales y farmacéuticas. Esponjas y zoantidos han sido reportados como buenos candidatos para extracción de compuestos bioactivos, útiles para tratar enfermedades. Particularmente, los zoantidos bien representados en la Reserva Marina el Pelado (REMAPE), han mostrado un gran potencial de compuestos bioactivos como zoantaminas. Sin embargo, los microorganismos asociados han sido poco explorados. En este contexto, este trabajo tuvo como objetivo aislar bacterias asociadas a Zoanthus pulchellus mediante técnicas microbiológicas, bioquímicas, identificación molecular y análisis bioinformático para identificar cada género bacteriano. Se lograron identificar 13 aislados bacterianos, pertenecientes a las especies Pseudovibrio denitrificans, Vibrio harveyi, Tenacibaculum mesophilum, Microbulbifer variabilis, Ferrimonas kyonanensis, Pseudoalteromonas luteoviolacea, Agarivorans litoreus y Bacillus sp. Los aislados bacterianos fueron cultivados, se realizaron extractos y fracciones y se evaluaron frente a vibrios patógenos del camarón, Vibrio harveyi (cepa E22), Vibrio campbellii (cepa LM2013), Vibrio vulnificus (cepa S2), y Vibrio parahaemolyticus (cepa BA94C2, positivo para las toxinas PirA/PirB). Los extractos crudos y los sobrenadantes de cultivo no mostraron actividad microbicida hacia los vibrios evaluados. Sin embargo, cuando se evaluó la capacidad de las bacterias para excluir los vibrios patógenos en un ensayo de exclusión competitiva, usando tres concentraciones (104, 105 y 106 UFC mL-1), los mejores resultados se obtuvieron con las bacterias Z2, Z13 y Z14 mostrando efectos inhibitorios hacia los vibrios patógenos. Además, evaluamos la capacidad de los extractos a dosis no microbicidas para interrumpir la formación de biopelículas en Vibrio parahaemolyticus, causante de la enfermedad de la necrosis aguda del hepatopáncreas (AHPND por sus siglas en inglés). Tres de estos extractos (Z1, Z3 y Z16) lograron inhibir significativamente la formación de biopelículas. Los extractos y fracciones de las bacterias obtenidas a partir de UPLC-DAD-ELSD se evaluaron también frente a tres líneas celulares de carcinoma humano MCF–7 (cáncer de mama), Caco–2 (cáncer de colon) y Hep-G2 (cáncer de hígado). Las líneas tumorales se cultivaron en medios de cultivo estándares y la afectación por parte de las fracciones fue determinada mediante el ensayo de viabilidad celular por reducción del compuesto Bromuro de 3-(4,5-Dimetiltiazol-2-ilo)-2,5-difeniltetrazol (MTT). La fracción (F-3) del aislado codificado Z10 (Pseudoalteromonas luteoviolacea) mostró un efecto citotóxico significativo (P <0.05) respecto al grupo control (células sin extractos). La toxicidad se explica debido a que no se evidenció viabilidad celular, y esto fue observado para las tres líneas celulares evaluadas. Estos resultados demuestran que las bacterias asociadas a Zoanthus pulchellus tienen potencial para ser usadas en salud humana y animal, debido a que mostraron actividades microbicidas cuando se evaluaron frente a patógenos de camarón y de forma similar demostraron actividad citotóxica cuando se evaluaron frente a líneas tumorales.