Escuela de Microbiología

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Browsing Escuela de Microbiología by browse.metadata.advisor "Ortiz López, Claudia Cristina"

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    Análisis de expresión génica durante la inhibición del quorum sensing y la formación de biopelículas de Escherichia coli ATCC 25922 y Staphylococcus aureus ATCC 29213 en presencia de compuestos naturales antimicrobianos
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-26) Martínez Lozano, Jerson Andrés; Ortiz López, Claudia Cristina; Zafra Sierra, German Alexis; Fajardo López, Mónica; Rincón Cruz, Giovanna
    Las infecciones causadas por microorganismos resistentes a antibióticos convencionales constituyen hoy en día una de las causas más importantes de muerte en el mundo. En general, las bacterias en estado sésil o de biopelícula, persisten en el hospedero mediante una estrategia de supervivencia extraordinaria que no necesariamente se traduce en una virulencia agresiva. Por lo anterior, existe un gran interés en identificar nuevos compuestos antimicrobianos que inhiban el crecimiento planctónico y sésil de bacterias patógenas. En este estudio, se evaluó la actividad biológica del AE de Lippia origanoides quimiotipo timol-carvacrol II (LOTC II) sobre E. coli ATCC 25922 y S. aureus ATCC 29213 y su capacidad de alterar la expresión de genes relacionados con la formación de biopelículas, comunicación Quorum Sensing (QS) y virulencia. La actividad antimicrobiana se determinó mediante la técnica de microdilución en caldo. La actividad sobre la formación y estructura de la biopelícula se evaluó mediante la técnica de cristal violeta y análisis SEM. Se evaluó el efecto de los AE sobre la inhibición de la actividad hemolítica de S. aureus ATCC 29213 mediante microtitulación en placa. La capacidad de motilidad swimming de E. coli se determinó mediante siembra en medio semisólido en cajas de Petri. El análisis de expresión diferencial de genes se realizó mediante la herramienta molecular RT-qPCR. Los resultados obtenidos indicaron que el AE LOTC II presentó un efecto antimicrobiano en Concentracones Mínimas Inhibitorias y Bactericidas (CMI y CMB) de 0.45 y 0.75 mg/mL, respectivamente sobre los dos microorganismos. El AE de LOTC II presentó actividad antibiopelícula, inhibiendo la formación de la biopelícula de los microorganismos evaluados mayor a un 70%, en concentraciones sub-inhibitorias. El efecto antibiopelícula del AE de LOTC II, fue evidenciado mediante micrografías SEM, que demostraron la alteración morfológica y estructural de la biopelícula y la membrana bacteriana. En el caso de E. coli el AE LOTC II inhibió de la motilidad en un un 58% en concentraciones sub-inhibitorias. Por otra parte, el AE LOTC inhibió la actividad hemolítica de S. aureus por encima del 50% en concentraciones sub-CMI50 de LOTC II, lo que sugiere una alteración de las vías de señalización QS. Mediante la correlación de los cambios en la expresión diferencial de genes con las rutas metabólicas relacionadas, se determinó que el posible mecanismo de acción del AE LOTC II sobre E. coli ATCC 259922 y S. aureus ATCC 29213 está relacionado con la inhibición de componentes importantes en la motilidad, adhesión a superficies, agregación celular, producción de exopolísacarido y reguladores transcripcionales de la comunicación QS y formación de biopelículas. Los resultados obtenidos en este estudio permitieron identificar posibles mecanismos de acción de LOTC II sobre la formación de biopelículas que podrían servir como base para el desarrollo de nuevos estudios enfocados en la determinación de dianas terapéuticas y desarrollo de nuevos fármacos antimicrobianos.
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    Estudio del efecto antimicrobiano del aceite esencial de Lippia origanoides quimiotipo timol-carvacrol nanoencapsulado en polímeros biodegradables
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-04-01) Portilla Restrepo, Raphael; Ortiz López, Claudia Cristina; Torres Sáez, Rodrigo Gonzalo; Rueda Forero, Nohora Juliana; Gutiérrez Cifuentes, Jorge Andrés
    Introducción: En la actualidad existe gran preocupación por el aumento de la resistencia antibacteriana frente a los antibióticos convencionales. Por esta razón, surge la necesidad de encontrar nuevas alternativas terapéuticas como pueden ser los Aceites Esenciales. Sin embargo, su aplicación se ve limitada debido a la hidrofobicidad y volatilidad de sus compuestos. Objetivo: evaluar el uso de biopolímeros para la nanoencapsulación del aceite esencial de Lippia origanoides y probarlo frente a cinco especies de bacterias y dos especies de hongos. Metodología: La síntesis de nanopartículas utilizando diferentes biopolímeros se hizo mediante emulsificación y evaporación de solventes, determinándose el potencial Z, tamaño, índice de polidispersidad (PDI) y la estabilidad, mediante el análisis de dispersión de luz dinámica. La eficiencia de encapsulación y la morfología de las nanopartículas se determinó por medio de espectrofotometría UV-VIS y microscopia electrónica de barrido (SEM), respectivamente. Finalmente, se evaluaron la Concentración Mínima inhibitoria (CMI) y Concentración Mínima Microbicida (CMM) del aceite encapsulado y libre mediante la técnica de microdilución en caldo. Resultados: se obtuvieron nanopartículas a escala nanométrica, destacándose los resultados obtenidos con las nanopartículas de Quitosano cuyo tamaño fue de 198.3 ± 6.3 nm, PDI de 0.249 ± 0.026 y potencial Z de 18.8 ± 3.9 mV, cuyos valores se mantuvieron estables durante 30 días. La eficiencia de encapsulación fue del 27.5 %, correspondiendo a 1376 μg/mL. Por otro lado, en los ensayos de actividad antimicrobiana, la nanoencapsulación utilizando quitosano, permitió disminuir la CMI y CMM frente a todas las cepas evaluadas (S. aureus ATCC 29213, E. coli ATCC 25922, Salmonella enteritidis ATCC 13076, P. aeruginosa ATCC 27853, Candida albicans ATCC 10231 y Candida auris CDC B11903), alcanzando valores de CMI de 43 μg/mL y CMM de 172 μg/mL en la mayoría de las cepas. Conclusiones: se logró sintetizar nanopartículas de quitosano con aceite esencial de tamaño a escala nanométrico, carga superficial positiva y estabilidad durante 30 días. Se mejoró la actividad antimicrobiana del aceite esencial encapsulado en quitosano disminuyendo la CMI contra todas las cepas evaluadas. En consecuencia, constituye una alternativa promisoria para el desarrollo de tratamiento de infecciones microbianas.
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    Estudio transcriptomico del efecto inhibitorio de aceites esenciales de plantas aromáticas sobre el quorum sensing y la formación de biofilm por salmonella entérica serovariedad enteritidis y pseudomonas aeruginosa
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Martínez Álvarez, Lady Caterine; Zafra Sierra, German Alexis; Ortiz López, Claudia Cristina
    Quorum sensing En los últimos años ha crecido el interés por investigar y desarrollar nuevos agentes antimicrobianos para combatir la farmacorresistencia, debido a que los mecanismos de acción de los antibióticos convencionales no están siendo efectivos. En este contexto, se ha demostrado que diferentes Aceites Esenciales (AE) obtenidos de plantas vegetales, presentan actividad antibacteriana. Por lo tanto, resulta de interés determinar, si estos compuestos utilizan diferentes mecanismos de acción, tales como el efecto sobre rutas de señalización para la comunicación celular, como el Quorum Sensing (QS). El QS regula diversas funciones importantes en las bacterias, entre las cuales se encuentran la formación de biofilm y la resistencia a antibióticos. La inhibición de este tipo de comunicación celular, puede reducir la patogenicidad, la resistencia a los antibióticos y la formación de biofilm en microorganismos patógenos que generan infecciones persistentes. Por consiguiente, en el presente estudió se analizó el posible mecanismo de acción de un AE con actividad antimicrobiana, anti-biofilm y anti QS, sobre el perfil transcriptómico de S. enterica serovariedad Enteritidis ATCC 13076 y P. aeruginosa ATCC 27853. Para tal fin, se analizaron once AE suministrados por el CENIVAM, y se determinó que el obtenido a partir de Lippia origanoides Timol-Carvacrol II (LO Timol-Carvacrol II), presentó el mayor efecto antimicrobiano y anti-biofilm a una concentración de 0.75 mg/mL y anti-quorum a sensing a 0.3 mg/mL, sobre S. Enteritidis ATCC 13076 y P. aeruginosa ATCC 27853. Posteriormente, se evaluó el efecto del AE LO Timol-Carvacrol II sobre los perfiles trasncriptómicos de los microorganimos evaluados. Los perfiles transcriptómicos de S. Enteritidis ATCC 13076 y P. aeruginosa ATCC 27853 en estado sésil, tratados con el AE de LO Timol-Carvacrol II, indicaron cambios significativos en la expresión de genes relacionados con el metabolismo energético, de aminoacidos, carbohidratos, lípidos, procesamiento de información ambiental (sistemas de dos componentes y transportadores ABC) y proteínas de membrana. El análisis de los perfiles obtenidos, permitió identificar un aumento en la expresión de los genes que codifican para las acilasas de N-acíl homoserina lactona (AHL) PvdQ y QuiP, al igual que una disminución en la expresión del gen luxR que funciona como activador transcripcional durante la sintesis del autoinnductor, lo que permitiria un bloqueo del sistema de comunicación celular tipo QS en los microorganismos. Por otra parte, se generó una disminución en la expresión de los genes bdcA, ycbfT, cheY y bdlA, relacionados con mecanismos de motilidad bacteriana y bztD, livG, aapJ, bztA, yejA, araF; araH, msbA, modB, potI, pstS y yddA vinculados al transporte de membrana, lo cual llevaría a una disminución en los procesos de adherencia y formación de biofilm. Finalmente, los resultados obtenidos en el presente estudio podrán servir como base para el desarrollo de nuevos trabajos, enfocados en la determinación de dianas terapéuticas y desarrollo de nuevos fármacos antimicrobianos.