Aplicación de metabolómica en el estudio del efecto del aceite esencial Lippia origanoides sobre Staphylococcus aureus en estado planctónico

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dc.contributor.advisorHidalgo Bucheli, William Fernando
dc.contributor.advisorCáceres Ortiz, Marlon Yesid
dc.contributor.authorGarcía Rodríguez, Zaireth Lizeth
dc.contributor.evaluatorStashenko, Elena
dc.contributor.evaluatorCano Calle, Herminsul de Jesus
dc.date.accessioned2024-08-29T12:33:47Z
dc.date.available2024-08-29T12:33:47Z
dc.date.created2024-08-28
dc.date.issued2024-08-28
dc.description.abstractDebido al uso extensivo de los antibióticos, muchos microorganismos han desarrollado resistencia antimicrobiana; entre estos, Staphylococcus aureus resistente a múltiples fármacos, se ha convertido en uno de los problemas de salud pública de gran relevancia en el mundo. Por lo tanto, el estudio y la búsqueda de nuevos agentes antimicrobianos se convierte en un tema de gran interés clínico. Entre las posibles alternativas, los aceites esenciales (AE) surgen como una opción natural prometedora a los antibióticos convencionales; sin embargo, el desconocimiento del mecanismo de acción por el cual ejercen su actividad biológica es, actualmente, un desafío que se puede abordar a través de las ciencias ómicas. Entre éstas, la metabolómica es una estrategia poderosa puesto que permite rastrear los cambios metabólicos que ocurren en un sistema biológico a causa del efecto de moléculas bioactivas de origen vegetal. Por tanto, a través de una aproximación quimiométrica basada en LC/MS, la presente investigación exploró el posible mecanismo de acción por el cual el AE de Lippia origanoides quimiotipo timol ejerce su efecto biológico sobre S. aureus. La concentración mínima inhibitoria (CMI) del AE se determinó a través del método microdilución en caldo. La extracción de metabolitos se llevó a cabo en el periodo de crecimiento de la bacteria en presencia del AE y en las muestras control con ayuda de una lisis mecánica. Las muestras fueron procesadas mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (UHPLC-HRMS) y los datos analizados a través de estadística uni- y multivariada. La identificación de los metabolitos diferenciales se llevó a cabo por comparación de los espectros de masas con los reportados en la literatura y en bases de datos como MassBank, HMDB, Metlin y Pubchem. Un enriquecimiento de vías se llevó a cabo para determinar las rutas metabólicas afectadas por el AE. Para el AE se determinó una CMI de 0,75 mg/mL sobre S. aureus. El análisis metabolómico permitió identificar que los metabolitos AMP, putrescina, adenina, fueron algunos de los identificados entre las muestras, sugiriendo que el AE ejerce su acción biológica a través de la inhibición o alteración de las rutas biosintéticas implicadas en el metabolismo de aminoácidos como lo es el metabolismo de la arginina y la prolina o rutas como el metabolismo del glutatión. Estos resultados nos proporcionan una aproximación de cómo posiblemente el aceite esencial afecta a S. aureus en estado planctónico y fomentan la investigación de posibles dianas terapéuticas para contrarrestar el desarrollo de bacterias resistentes a múltiples fármacos.
dc.description.abstractenglishDue to the extensive use of antibiotics, many microorganisms have developed antimicrobial resistance; among these, multidrug-resistant Staphylococcus aureus has become one of the most important public health problems in the world. Therefore, the study and search for new antimicrobial agents becomes a topic of great clinical interest. Among the possible alternatives, essential oils (EOs) emerge as a promising natural option to conventional antibiotics; however, the lack of knowledge of the mechanism of action by which they exert their biological activity is currently a challenge that can be addressed through omics sciences. Among these, metabolomics is a powerful strategy since it allows tracking the metabolic changes that occur in a biological system due to the effect of bioactive molecules of plant origin. Therefore, through a chemometric approach based on LC/MS, the present investigation explored the possible mechanism of action by which the EO of Lippia origanoides chemotype thymol exerts its biological effect on S. aureus. The minimum inhibitory concentration (MIC) of the EO was determined by the broth microdilution method. Metabolite extraction was carried out in the period of bacterial growth in the presence of EO and in the control samples with the aid of mechanical lysis. The samples were processed by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (UHPLC-HRMS) and the data analyzed by uni- and multivariate statistics. Identification of differential metabolites was carried out by comparison of mass spectra with those reported in the literature and in databases such as MassBank, HMDB, Metlin and Pubchem. A pathway enrichment was carried out to determine the metabolic pathways affected by AE. A MIC of 0.75 mg/mL on S. aureus was determined for AE. Metabolomic analysis identified AMP, putrescine and adenine metabolites among the samples, suggesting that EO exerts its biological action through the inhibition or alteration of biosynthetic pathways involved in the metabolism of amino acids such as arginine and proline metabolism or pathways such as glutathione metabolism. These results provide us with an approximation of how the essential oil possibly affects S. aureus in the planktonic state and encourage the investigation of possible therapeutic targets to counteract the development of multidrug resistant bacteria.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameQuímico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/43961
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programQuímica
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectMetabolómica no dirigida
dc.subjectBacterias patógenas
dc.subjectAntimicrobianos de origen vegetal
dc.subjectMecanismo de acción
dc.subjectMetabolitos
dc.subject.keywordUntargeted metabolomics
dc.subject.keywordPathogenic bacteria
dc.subject.keywordAntimicrobials of plant origin
dc.subject.keywordMechanism of action
dc.subject.keywordMetabolites
dc.titleAplicación de metabolómica en el estudio del efecto del aceite esencial Lippia origanoides sobre Staphylococcus aureus en estado planctónico
dc.title.englishApplication of metabolomics in the study of the effect of the essential oil Lippia origanoides on Staphylococcus aureus in planktonic state
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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