Búsqueda de compuestos con actividad antimicrobiana a partir de hongos aislados de ambientes marinos. Fase I. (2016)
Colombia, un país con vocación agrícola, presenta problemas relacionados con el uso intensivo de agroquímicos para el control de fitopatógenos, los cuales han generado resistencia a los tratamientos convencionales. La tendencia actual en la producción agrícola es el uso de métodos ambientalmente amigables para el control de plagas y enfermedades, estos incluyen el uso de microorganismos como biocontroladores o como productores de compuestos de origen natural, ya que pueden ser menos tóxicos, presentar menor persistencia en el ambiente y mayor selectividad contra los patógenos. Durante las últimas décadas las investigaciones en productos naturales marinos han dirigido su mirada hacia los microorganismos, y dentro de estos hacia los hongos aislados de ambientes marinos, los cuales han mostrado ser una fuente rica en compuestos con diversas actividades biológicas y que permitiría un suministro sustentable de los compuestos, fracciones o extractos de interés. Entre las actividades biológicas que han mostrado los metabolitos producidos por estos hongos, la actividad antimicrobiana ha sido ampliamente estudiada. Así, con el ánimo de contribuir al estudio químico de los hongos que pueden cultivarse a partir de muestras recolectadas en el mar Caribe colombiano y evaluar su actividad como productores de compuestos antimicrobianos, con una perspectiva guiada hacia el control de fitopatógenos, se planteó este proyecto de maestría. En este estudio, se evaluaron un total de 15 aislamientos de hongos filamentosos obtenidos de ambientes marinos en el Caribe colombiano, los cuales se cultivaron por duplicado en dos medios líquidos durante tres semanas. Las fracciones obtenidas a partir del extracto en acetato de etilo de estos cultivos, fueron evaluadas contra las bacterias fitopatógenas Burkhorderia glumae ATCC 33617, B. gladioli ATCC 37041, and B. platarii ATCC 43733, patógenas del arroz. Encontrando que diez de los microorganismos evaluados son capaces de producir compuestos activos en alguno de los dos medios. Las cepas con mayor actividad fueron: Purpureocillium lilacinum PNM-67, Fusarium solani PNM-76 y Fusarium striatum PNM-AC10. Los ensayos de actividad antimicrobiana, perfiles de cromatografía líquida (HPLC-DAD-ELSD) y los reportes de cada especie, sirvieron como criterios para seleccionar a Purpureocillium lilacinum PNM-67 como la cepa más interesante para hacer estudios de derreplicación. Este estudio se inició por obtención de perfiles químicos por HPLC-MS/MS y la aplicación de técnicas de dos métodos de derreplicación química. Por un lado, derreplicando directamente listas de picos de ion molecular obtenidas a través de MZmine2 y por otro, haciendo uso de la construcción de redes moleculares (molecular networks) con espectros de MS/MS, una herramienta recientemente ofrecida por GNPS (Global Natural Products Social Molecular Networking). Los resultados de la derreplicación nos permitieron identificar al aislamiento PNM-67 Purpureocillium lilacinum como una cepa con diversidad metabólica y detectar en este, la presencia de compuestos peptídicos como la familia de las leucinostatinas, previamente reportadas en el género, junto con aeurobasidinas y la sansalvamida A. Finalmente, el estudio químico de los extractos en el medio PDB del hongo Purpureocillium lilacinum PNM-67 permitió la identificación de cuatro compuestos precursores de la leucinostatina A, para los cuales no se encontraron reportes en las bases de datos especializadas (Antimarin y Scifinder), los cuales se denominaron lilacininas A-D. Los compuestos 1 (lilacinina A) y 3 (lilacinina C) presentaron una actividad antimicrobiana moderada, siendo activos contra la bacteria B. gladioli a una concentración de 0.25 mg/mL. Este trabajo contribuyó a la búsqueda de nuevas fuentes de compuestos con actividad biológica aprovechable. Los resultados que aquí se muestran, evidencian el potencial de los hongos aislados de muestras marinas como productores de sustancias con actividad antimicrobiana contra bacterias fitopatógenas. Constituyéndose como un primer paso que sienta las bases para el desarrollo de procesos de base biotecnológica, que contribuyan al desarrollo sostenible de la industria agrícola del país.