Efectos de 19 extractos de medicina tradicional china sobre el crecimiento y la biopelícula del patógeno marino Vibrio alginolyticus

Vibrio es un tipo de bacteria ampliamente presente en todo el mundo, y los brotes y epidemias de vibriosis que provoca no sólo causan enormes pérdidas económicas a la industria de la acuicultura marina, sino que también suponen una grave amenaza para la salud humana. Vibrio alginolyticus es una bacteria Gram negativa halófila con forma de bastoncillo corto perteneciente al género Vibrio de la familia Vibrionaceae. Es el Vibrio marino más abundante y está ampliamente distribuido por el agua de mar y los estuarios de todo el mundo. Es un patógeno marino común que puede causar mortalidad masiva de peces marinos, camarones y mariscos. En los hábitats naturales, las bacterias del género Vibrio casi siempre pueden formar biopelículas autoprotectoras, que no sólo les facilitan resistir las presiones ambientales externas, sino que también les proporcionan una plataforma ideal para invadir e infectar más fácilmente a otros organismos.
El biofilm bacteriano es una comunidad bacteriana estructural compuesta de matriz extracelular (incluidos polisacáridos extracelulares, proteínas y ADNe) secretada por comunidades bacterianas para encapsularse. Su formación permite a las bacterias resistir al sistema inmunitario del huésped y al efecto eliminador de los antibióticos, lo que da lugar a una elevada resistencia a los antibióticos y dificulta la eliminación de las infecciones. En la actualidad, la prevención y el tratamiento de las biopelículas bacterianas se ha convertido en uno de los puntos calientes de la investigación. Sin embargo, debido a las características de las biopelículas bacterianas, éstas presentan una elevada resistencia a los fármacos. Para eliminar fundamentalmente las bacterias, los fármacos no sólo tienen que tener efectos bactericidas sobre las bacterias, sino también ser capaces de atravesar la biopelícula sin ser bloqueados o neutralizados por ella. Sin embargo, en la actualidad existen pocos fármacos capaces de lograr tal efecto. En respuesta a este reto, los métodos de tratamiento tradicionales y el uso de antibióticos están cada vez más restringidos. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar y encontrar métodos nuevos y sostenibles para controlar el crecimiento y la infección de Vibrio alginolyticus. Entre ellos, el potencial de la medicina tradicional china ha despertado un gran interés. China es un país con abundantes recursos de medicina tradicional china, que tiene una larga historia de uso, fuentes claras y efectos. Posee ventajas únicas en cuanto a recursos para el cribado y la investigación de fármacos antibacterianos. En comparación con los antibióticos sintéticos, los principios activos extraídos de la medicina tradicional china contienen un gran número de componentes químicos de moléculas pequeñas con tipos estructurales únicos y diversos, que tienen un gran potencial terapéutico y efectos secundarios mínimos. Por lo tanto, ofrece un amplio espacio para encontrar nuevos mecanismos de acción de los fármacos contra las biopelículas. Este estudio seleccionó 19 medicinas tradicionales chinas como objetos de investigación y las extrajo con diferentes disolventes para investigar los efectos de sus extractos sobre el crecimiento y la formación de biopelículas de Vibrio alginolyticus marino, proporcionando orientación para el desarrollo de fármacos de medicina tradicional china contra la formación de biopelículas.

Las bacterias en estado de biopelícula no sólo han mejorado significativamente su resistencia a los antibióticos, sino que también su capacidad patógena se ha fortalecido. Por ello, el tratamiento tradicional con antibióticos de las infecciones bacterianas por biopelículas es muy limitado. En la actualidad, la prevención y el control de las biopelículas bacterianas se ha convertido en un tema de investigación candente. Numerosos estudios han demostrado que los extractos de plantas y sus ingredientes activos tienen la capacidad de resistir las infecciones por biopelículas bacterianas, y presentan las ventajas de su bajo coste, fácil procesamiento, buenas propiedades antibacterianas y menor susceptibilidad a la resistencia bacteriana. Por lo tanto, la exploración de extractos vegetales adecuados y sus ingredientes activos se convertirá en una estrategia eficaz para prevenir y tratar las infecciones bacterianas por biopelículas.
En este estudio se seleccionaron 19 medicinas tradicionales chinas y se extrajeron utilizando diferentes disolventes para investigar los efectos de sus extractos sobre el crecimiento y la formación de biopelículas de Vibrio alginolyticus marino. Los resultados mostraron que los diferentes extractos solventes de 19 medicinas tradicionales chinas exhibieron diferentes actividades antibacterianas contra Vibrio alginolyticus, entre los cuales 12 extractos de agua de medicinas tradicionales chinas tuvieron actividad antibacteriana, 17 extractos de etanol de medicinas tradicionales chinas tuvieron actividad antibacteriana, y 15 extractos de acetato de etilo de medicinas tradicionales chinas tuvieron actividad antibacteriana. Entre los diferentes extractos solventes de 19 tipos de medicinas tradicionales chinas, la mayoría de los extractos promovieron la formación de la biopelícula de Vibrio alginolyticus, mientras que el extracto de perfume de Gongding, el extracto de etanol de Paris polyphylla y Anemarrhena asphodeloides, el extracto de acetato de etilo de Myrtle y Forsythia suspensa inhibieron significativamente la formación de la biopelícula de Vibrio alginolyticus.
La siringa es un capullo floral seco del género Syringa de la familia del mirto, ampliamente utilizado como especia y hierba medicinal. Chen et al. utilizaron el método de decocción en agua hirviendo para estudiar el efecto antibacteriano de 100 hierbas medicinales chinas sobre Vibrio alginolyticus. Los resultados mostraron que tras ajustar el valor del pH del medicamento a neutro, el clavo macho podía inhibir y matar eficazmente al Vibrio alginolyticus, con un valor MIC de 125mg/mL. Este estudio utilizó el método de extracción por reflujo y diferentes disolventes para la extracción del fármaco. Los resultados mostraron que los tres extractos solventes de Eucommia ulmoides tenían efectos antibacterianos significativos. La CMI del extracto acuoso alcanzó los 50mg/mL, y el efecto de extracción de los ingredientes activos del fármaco mejoró significativamente. Además, el extracto con disolvente orgánico de Eucommia ulmoides tuvo una actividad antibacteriana más intensa. La CMI del extracto de etanol y del extracto de acetato de etilo alcanzó 1,6mg/mL y 3,1mg/mL, respectivamente. Se especula que esto está estrechamente relacionado con las propiedades químicas de los ingredientes antibacterianos que contiene. La siringa es rica en eugenol, acetil eugenol, eugenol, salicilato de metilo, metil n-pentil cetona y benzaldehído, entre los cuales el eugenol es el componente antibacteriano más importante. Por lo tanto, en comparación con el extracto acuoso de Syringa, el extracto de disolvente orgánico tiene mayor actividad antibacteriana. Además, el extracto de perfume de Gongding también mostró un efecto inhibitorio significativo sobre la formación de biopelículas de Vibrio alginolyticus, y el extracto de perfume de Gongding y el acetato de etilo seguían teniendo un efecto inhibitorio significativo sobre la formación de biopelículas de Vibrio alginolyticus a una concentración de trabajo baja (0,8mg/mL). Por lo tanto, tanto como agentes antibacterianos como preparaciones anti biofilm, la Syringa tiene un alto valor de utilización.
Chonglou es un término general para las plantas de la familia Liliaceae, pertenecientes al género Chonglou. Actualmente, se han aislado e identificado 241 compuestos, como saponinas esteroideas, triterpenoides pentacíclicos, esteroles, flavonoides, polisacáridos, alcaloides, etc., que tienen actividades analgésicas, hemostáticas, antitumorales, antibacterianas y otras. Entre ellos, hay 136 saponinas esteroideas, que son los principales ingredientes activos del Chonglou. Este estudio descubrió que tanto el extracto de etanol como el de acetato de etilo de Chonglou tienen una fuerte actividad antibacteriana, con una CMI de 12,5mg/mL. El extracto de etanol tiene un efecto inhibidor significativo sobre la formación de biopelícula de Vibrio alginolyticus, mientras que el extracto de agua no tiene actividad antibacteriana ni antibiopelícula. Esto se debe a que el principal ingrediente activo del Chonglou, las saponinas esteroideas, es insoluble en agua y fácilmente soluble en disolventes orgánicos como metanol, etanol, cloroformo y éter. Por lo tanto, el extracto de etanol tiene mejores efectos antibacterianos y anti biofilm.
Los ingredientes activos, la eficacia y la toxicidad de la medicina tradicional china cambiarán después del procesamiento. El zhimu es el rizoma seco de la planta de la familia del lirio Zhimu, que contiene principalmente ingredientes activos como saponinas esteroideas, flavonoides, polisacáridos, lignanos, ácidos orgánicos y benzofenonas. Entre ellos, las saponinas esteroideas son los ingredientes biológicamente más activos del Zhimu. Bai et al. realizaron un estudio comparativo sobre los cambios en el contenido de saponinas, flavonoides y polisacáridos en el Ganoderma lucidum antes y después del procesado. Los resultados mostraron que, tras el tostado con sal, aumentaba el contenido de diversas saponinas monoméricas, mangiferina y polisacáridos en el Ganoderma lucidum; Tras el tostado con alcohol, aumentó el contenido de saponinas I, AIII, mangiferina, neomangiferina, isomangiferina y componentes polisacáridos en Anemarrhena chinensis; Tras la fritura, aumentó el contenido de zarzapogenina, saponinas I de Anemarrhena chinensis, mangiferina y componentes polisacáridos. Este estudio comparó y analizó los efectos de diferentes extractos solventes de Ganoderma lucidum y sus tres productos procesados, Ganoderma lucidum en sal, Ganoderma lucidum en vino y Ganoderma lucidum frito, sobre el crecimiento y la formación de biopelículas de Vibrio alginolyticus. Los resultados mostraron que la actividad antibacteriana variaba con los distintos métodos de procesado, pero los efectos sobre la formación de biopelículas de Vibrio alginolyticus mostraban ciertas similitudes. Se especula que los cambios en su actividad están estrechamente relacionados con los cambios en la composición química del Ganoderma lucidum tras el procesado, pero es necesario seguir investigando la relación correspondiente entre su actividad y su composición química.
La investigación sobre extractos de plantas y sus principios activos ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en el campo de la biopelícula antibacteriana. El desarrollo de preparados antibacterianos de biopelícula tiene un importante significado de referencia para la prevención y el tratamiento de enfermedades de animales acuáticos causadas por Vibrio patógeno. En la siguiente investigación, identificaremos los ingredientes activos de los extractos de la medicina tradicional china y analizaremos sus mecanismos inhibitorios sobre la formación de biopelículas de Vibrio patógeno, con el fin de desarrollar preparados antibacterianos de biopelícula seguros y eficaces.