Actividad de extractos metanólicos de tres especies de Echeveria de México contra la formación de biopelículas bacterianas

Abstract

Las bacterias han desarrollado resistencia a los antibióticos mediante diferentes mecanismos, dificultando el tratamiento efectivo de enfermedades infecciosas y representando un grave problema de salud pública en el mundo. La capacidad de las bacterias para formar biopelículas favorece el desarrollo de la resistencia, generando tolerancia bacteriana y supervivencia en condiciones ambientales adversas. Este contexto justifica la constante búsqueda de nuevas sustancias antimicrobianas. Al respecto, las plantas son una fuente importante de compuestos bioactivos, incluyendo antibacterianos eficientes contra patógenos resistentes a antibióticos. En particular, las plantas del género Echeveria presentan actividades biológicas que sustentan su potencial para tratar infecciones asociadas a bacterias resistentes. Por lo tanto, el objetivo de la presente investigación fue evaluar la actividad de extractos metanólicos de tres especies de Echeveria (E. agavoides, E. derenbergii y E. secunda) de México contra la formación de biopelículas bacterianas y los componentes de la matriz extracelular de biopelículas (polisacáridos, proteínas y ADNe). Las especies de Echeveria se obtuvieron de viveros certificados por SEMARNAT localizados en diferentes estados de México. En la investigación se emplearon bacterias de interés clínico: cinco Gram positivas (S. aureus ATCC 25923, S. aureus ATCC 43300, MRSA- 03, MRSA-04, MRSA-05) y tres Gram negativas (P. aeruginosa ATCC 27853, E. coli ATCC 25922 y E. coli M51-3). Las hojas de Echeveria se liofilizaron y extrajeron con metanol para preparar extractos metanólicos (EMs). El efecto de los EMs sobre la inhibición y erradicación de biopelículas bacterianas fue evaluado mediante el método de tinción con cristal violeta en microplaca y por microscopía óptica. La actividad metabólica en la biopelícula fue evaluada empleando XTT. En la matriz de la biopelícula se determinó el contenido de polisacáridos, proteínas y ADN extracelular (ADNe). Los EMs de las tres especies de Echeveria presentaron actividad antibiopelícula. Echeveria secunda y E. agavoides fueron las más efectivas en la inhibición de la formación de biopelículas, el EM de Echeveria agavoides (500-62.5 μg/mL) fue el mejor contra las MRSA (3R, 4R, 5R) con valores de inhibición de 68.10- 100%; mientras que en la cepa ATCC 25923 indujo una inhibición del 89.21% a 62.5 μg/mL. En el ensayo de XTT, el EM de E. agavoides también presentó el mejor efecto inhibitorio de la actividad metabólica (81.65-100%) en las mismas cepas y concentraciones. El EM de E. derenbergii fue el único que erradicó la biopelícula preformada de las cepas S. aureus 4R y P. aeruginosa ATCC 27853; asimismo, disminuyó la viabilidad celular de la biopelícula preformada de P. aeruginosa ATCC 27853 (27.91-63.44%) a 2000-250 μg/mL. Las especies de E. secunda y E. agavoides mostraron un buen efecto en la disminución del contenido de componentes de la matriz extracelular polimérica (ECM, por sus siglas en inglés) (polisacáridos, proteínas y ADNe) de la biopelícula, destacando E. agavoides con los siguientes valores: polisacáridos 100%, proteínas del 88.53 al 99.01% y ADNe de 13.82 a 100%. El análisis global indica que el EM de E. agavoides tiene el mayor potencial para desarrollar productos con actividad antibiopelícula, sugerimos que se debe a su contenido de flavonoides que actúan como inhibidores del QS.