http://repositorio.uo.edu.cu/handle/123456789/174 2026-06-13T11:51:28Z 2026-06-13T11:51:28Z Camacho Pozo, M. Sc. Miladis Isabel http://repositorio.uo.edu.cu/handle/123456789/1407 2024-01-17T17:45:09Z 2021-01-01T00:00:00Z

Bioprospecting and taxonomy of isolates of the class Actinobacteria and the genus Bacillus from aquatic ecosystems of Santiago de Cuba Camacho Pozo, M. Sc. Miladis Isabel Up to date more that 30,000 antibiotics from natural sources are known, from which 25,000 have been produced by microorganisms. Despite that, the ever-envolving multi-drug resistant (MDR) bacteria need of the discovery of more antibiotics with new mechanisms of action to avoid the morbidity and mortality produced by these pathogens at the worldwide public health (Chapter 1). Members of the class Actinobacteria (mainly filamentous actinobacteria) are the most important bacteria for medical-pharmaceutical industry by their capacities to produce a wide range of bioactive compounds (45% of all known microbial bioactive metabolites). Streptomyces is a prolific genus that has produced the 34% of these bioactives. Rare actinobacteria (non-Streptomyces) have produced a lesser number of metabolites (11%), but with novel structures and action mechanisms. Although to a lesser extent, other bacteria such as the belonging to the genus Bacillus produce important compounds (7%) with antimicrobial potentialities (Chapter 2). Most of these bioactives have been obtained from terrestrial sources, and the current bioprospecting studies in this habitat have led compounds already known. Today, the search of novel antibiotics is addressed towards unexplored or less-explored habitats, such as aquatic environments (Chapter 3). Aquatic habitats of Santiago de Cuba are less-explored sources that might hold a huge microbial diversity. This research was focused to bioprospect members of the class Actinobacteria and the genus Bacillus with antibacterial potential in three aquatic habitats of Santiago de Cuba (Chapter 7). Samples of two freshwater sediments of the rivers San Pablo and Carpintero, and marine macroalgae collected in Juraguá were used as lessexplored sources. Fresh samples and pre-treated samples by using air-dried (freshwater sediments) and freezing (macroalgaes) were used. One hundred and six bacteria were retrieved from the samples, of which 83 belonged to the bacterial groups under study. Sixty-nine isolates were obtained with the fair application of three selective methods (M1- M3) based on physico-chemical approaches (wet-heat at 55oC; 0.2 & 0.5% phenol) and use of four culture media: two selective media for actinobacteria and two media for general use for bacteria. Fourteen isolates were obtained from San Pablo samples, by the application of a fourth selective method (M4) more restrictive by using dry-heat at 105oC as well. Matrix Assisted Laser Desorption-Ionization in Time Of Flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) was tested as a phenotypic tool to describe the taxonomical composition of the class Actinobacteria and the genus Bacillus in the sampled aquatic habitats (Chapter 7). The taxonomic identification of the 73.58% of the isolates confirmed that MALDI-TOF MS is an accurate high-throghput technique to identify bacteria from environmental samples. Some drawbacks reported for this technique might explain the no reliable identification of 28 isolates. The low resolution rate of the 16S rRNA gene to differentiate species of the genera Bacillus, Arthrobacter, Dietzia, Micrococcus, Micromonospora, Nocardiopsis, and Streptomyces was corroborated in this study. The high resolution of gyrA gene for genus Bacillus led the identification of five isolates. But, the phylogenetic divergence level of gyrB gene was not enough to define at species level one isolate of Micromonospora. A polyphasic approach that included the analysis of those phenotypic (also chemotaxonomic), genotypic, and genomic features [by using the Overall Genome Relatdness Indexes (ANI, OrthoANIu, and dDDH) and phylogenomic trees] resulted in a complete taxonomic description of two novel taxa referred as Micromonospora fluminis A38T (Chapter 8) and Nocardiopsis dassonvillei subsp. crassaminis D1T (Chapter 9). Other species were identified through phylogenetic analyses (Chapter 7). Twenty-seven phylotypes belonging to the class Actinobacteria and the genus Bacillus were represented in the three aquatic habitats, from which 19 belonging to Bacillus. Only nine genera of the class Actinobacteria were obtained, of them three of Actinomycetes. This low number of actinobacterial species could be because the slow growth thereof, and the used culturing conditions. Fourteen species of these bacterial groups enriched the already known microbial diversity of the Caribbe. In the second part of this work, the antibacterial potential of those 83 isolates belonging to the class Actinobacteria and the genus Bacillus was evaluated (Chapter 10). The 39.75% of the isolates showed in vitro antibacterial activity against at least one of the tested bacteria through cross-streak method. Most of the active isolates belonged to genus Bacillus, which corresponded to those abundant/common species of this genus recovered from San Pablo, freshwater habitat with a higher pollution grade. The anti-staphylococci activity exhibited by the isolate B. velezensis A3 by cross streak method was corroborated by overlay method against two MDR-Staphylococcus aureus strains. Significative importance has the inhibitory effect of Micromonospora fluminis A38T against the panresistant carbapenemase-producing bacteria OXA-48-producing Klebsiella pneumoniae and OXA-24-producing Acinetobacter baumanii.; Hasta la fecha se conocen más de 30.000 antibióticos de origen natural, de los cuales 25.000 han sido producidos por microorganismos. A pesar de eso, las bacterias multirresistentes (MDR) en constante evolución necesitan el descubrimiento de más antibióticos con nuevos mecanismos de acción para evitar la morbilidad y mortalidad producidas por estos patógenos en la salud pública mundial (Capítulo 1). Los miembros de la clase Actinobacteria (principalmente actinobacterias filamentosas) son las bacterias más importantes para la industria médico-farmacéutica por su capacidad para producir una amplia gama de compuestos bioactivos (45% de todos los metabolitos bioactivos microbianos conocidos). Streptomyces es un género prolífico que ha producido el 34% de estos bioactivos. Las actinobacterias raras (no Streptomyces) han producido una menor cantidad de metabolitos (11%), pero con estructuras y mecanismos de acción novedosos. Aunque en menor medida, otras bacterias como las pertenecientes al género Bacillus producen compuestos importantes (7%) con potencialidades antimicrobianas (Capítulo 2). La mayoría de estos bioactivos se han obtenido de fuentes terrestres, y los actuales estudios de bioprospección en este hábitat han dado lugar a compuestos ya conocidos. Hoy en día, la búsqueda de nuevos antibióticos se dirige a hábitats inexplorados o menos explorados, como los ambientes acuáticos (Capítulo 3). Los hábitats acuáticos de Santiago de Cuba son fuentes menos exploradas que podrían albergar una enorme diversidad microbiana. Esta investigación estuvo enfocada a bioprospeccionar miembros de la clase Actinobacteria y el género Bacillus con potencial antibacteriano en tres hábitats acuáticos de Santiago de Cuba (Capítulo 7). Como fuentes menos exploradas se utilizaron muestras de dos sedimentos de agua dulce de los ríos San Pablo y Carpintero, y macroalgas marinas recolectadas en Juraguá. Se utilizaron muestras frescas y muestras pretratadas mediante secado al aire (sedimentos de agua dulce) y congelación (macroalgas). De las muestras se recuperaron 106 bacterias, de las cuales 83 pertenecían a los grupos bacterianos estudiados. Se obtuvieron sesenta y nueve aislados con la aplicación justa de tres métodos selectivos (M1-M3) basados en enfoques fisicoquímicos (calor húmedo a 55oC; 0,2 y 0,5% de fenol) y el uso de cuatro medios de cultivo: dos medios selectivos para actinobacterias. y dos medios de uso general para bacterias. Se obtuvieron catorce aislamientos de muestras de San Pablo, mediante la aplicación de un cuarto método selectivo (M4) más restrictivo al utilizar también calor seco a 105oC. Se probó la espectrometría de masas con desorción-ionización láser asistida por matriz en tiempo de vuelo (MALDI-TOF MS) como herramienta fenotípica para describir la composición taxonómica de la clase Actinobacteria y el género Bacillus en los hábitats acuáticos muestreados (Capítulo 7). La identificación taxonómica del 73,58% de los aislados confirmó que MALDI-TOF MS es una técnica precisa de alto rendimiento para identificar bacterias en muestras ambientales. Algunos inconvenientes reportados para esta técnica podrían explicar la identificación no confiable de 28 aislamientos. La baja resolución del gen 16S rRNA para diferenciar especies de los géneros Bacillus, Arthrobacter, Dietzia, Micrococcus, Micromonospora, Nocardiopsis y Streptomyces fue corroborado en este estudio. La alta resolución del gen gyrA para el género. Bacillus lideró la identificación de cinco aislamientos. Pero, el nivel de divergencia filogenética de El gen gyrB no fue suficiente para definir a nivel de especie un aislado de Micromonospora. Un enfoque polifásico que incluyó el análisis de esas características fenotípicas (también quimiotaxonómicas), genotípicas y genómicas [mediante el uso de los índices de relación general del genoma (ANI, OrthoANIu y dDDH) y árboles filogenómicos] dio como resultado una descripción taxonómica completa de dos nuevos taxones. denominada Micromonospora fluminis A38T (Capítulo 8) y Nocardiopsis dassonvillei subsp. crassaminis D1T (Capítulo 9). Otras especies fueron identificadas mediante análisis filogenéticos (Capítulo 7). En los tres hábitats acuáticos estuvieron representados veintisiete filotipos pertenecientes a la clase Actinobacteria y al género Bacillus, de los cuales 19 pertenecen a Bacillus. Sólo se obtuvieron nueve géneros de la clase Actinobacteria, de ellos tres de Actinomycetes. Este bajo número de especies actinobacterianas podría deberse al lento crecimiento de las mismas y a las condiciones de cultivo utilizadas. Catorce especies de estos grupos bacterianos enriquecieron la ya conocida diversidad microbiana del Caribe. En la segunda parte de este trabajo se evaluó el potencial antibacteriano de aquellos 83 aislados pertenecientes a la clase Actinobacteria y al género Bacillus (Capítulo 10). El 39,75% de los aislados mostraron actividad antibacteriana in vitro contra al menos una de las bacterias analizadas mediante el método de racha cruzada. La mayoría de los aislamientos activos pertenecían al género Bacillus, que correspondía a aquellas especies abundantes/comunes de este género recuperadas de San Pablo, hábitat de agua dulce con mayor grado de contaminación. Actividad antiestafilococos exhibida por el aislado B. velezensis A3 mediante el método de raya cruzada se corroboró mediante el método de superposición contra dos cepas de Staphylococcus aureus MDR. De importancia significativa tiene el efecto inhibidor de Micromonospora fluminis A38T contra las bacterias panresistentes productoras de carbapenemasas Klebsiella pneumoniae productoras de OXA-48 y Acinetobacter baumanii productoras de OXA-24.

2021-01-01T00:00:00Z Berenguer Rivas, M. Sc. Clara Azalea http://repositorio.uo.edu.cu/handle/123456789/1406 2024-01-17T17:27:23Z 2022-01-01T00:00:00Z

Anti-inflammatory potential of the aerial parts of Adelia ricinella L Berenguer Rivas, M. Sc. Clara Azalea Adelia ricinella L is a species that belongs to the Euphorbiaceae family, traditionally used for its anti-inflammatory and analgesic properties. However, to the best of our knowledge there are not scientific evidences published which validate its therapeutic properties. That is why; the present study aimed to evaluate the antiinflammatory activity of extracts from the aerial parts of this species. Three different extracts were prepared by soxhlet extraction using water, ethanol and an equal ratio mixture of both solvents. The pharmacognostic parameters of the raw material and the three extracts generated: 95% ethanol (AR1), 50% ethanol (AR2) and aqueous (AR3) were evaluated as the first reported quality control criterion. On the other hand, the three extracts phytochemical profiles were similar, with high concentration of polyphenols in particular flavonoids, specially in AR2. The UPLC-DAD-MS/MS analysis allowed to tentatively identify 13 flavonoids derived from luteolin and apigenin as basic structures (C- and O-glycosylated). Orientin and vitexin were the most abundant compounds and luteolin and apigenin were quantified by HPLC-DAD-MS/MS, resulting more abundant in extract AR2; all first reported for this species. From the pharmacological point of view, all the extracts evaluated, especially the AR2 extract, demonstrated anti-inflammatory potential. The ability to neutralise free radicals, contribution in the erythrocyte membrane stabilisation, cytoprotective effect in 5 cell lines (RAW264.7, THP-1, Vero, RBC y HUVECs), and the capacity to inhibit the release of important inflammatory mediators such as: nitric oxide, pro-inflammatory cytokines, lipid mediators, especially PGE2 by inhibition of the enzyme cyclooxygenase (COX-1 and COX-2) was demonstrated. The extracts also inhibit leukocyte adhesion to endothelial cells and extravasation to the site of inflammation, leading to a reduction of oedema in BALB/c mice using the acute paw oedema model. These results constitute the first in vitro and in vivo evidences of this species aerial parts and reveal its antiinflammatory potential for the future development of herbal products.; Adelia ricinella L es una especie perteneciente a la familia Euphorbiaceae, utilizada tradicionalmente por sus propiedades antiinflamatorias y analgésicas. Sin embargo, no se han publicado evidencias científicas que validen sus propiedades terapéuticas. Por ello, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la actividad antiinflamatoria de los extractos de las partes aéreas de esta especie. Para ello se prepararon tres extractos diferentes mediante extracción soxhlet utilizando agua, etanol y una mezcla en igual proporción de ambos disolventes. Al material vegetal y a los extractos obtenidos: etanol 95% (AR1), etanol 50% (AR2) y acuoso (AR3) se le determinaron por primera vez sus principales parámetros farmacognósticos como criterio de control de calidad. Los perfiles fitoquímicos de los tres extractos evaluados fueron similares con una alta concentración de polifenoles en particular de flavonoides, especialmente en el AR2. El análisis UPLC-DAD-MS/MS permitió identificar tentativamente 13 flavonoides derivados de la luteolina y la apigenina como estructuras básicas (C- y O-glicosiladas). La orientina y la vitexina fueron los compuestos más abundantes y la luteolina y la apigenina se cuantificaron por HPLC-DAD-MS/MS, siendo más abundantes en el extracto AR2. Todos ellos, constituyen los primeros reportes para esta especie. Desde el punto de vista farmacológico, todos los extractos evaluados demostraron su potencial antiinflamatorio, en especial el AR2. Demostrándose su capacidad para neutralizar los radicales libres, su contribución a la estabilización de la membrana eritrocitaria, su efecto citoprotector en 5 líneas celulares (RAW 264.7, THP-1, Vero, RBC y HUVECs), y su capacidad para inhibir la liberación de importantes mediadores inflamatorios como: óxido nítrico, citoquinas proinflamatorias, mediadores lipídicos, especialmente PGE2 por inhibición de la enzima ciclooxigenasa (COX-1 y COX-2). Además, fueron capaces de inhibir la adhesión de los leucocitos a las células endoteliales y la extravasación al lugar de la inflamación, lo que conduce a una reducción del edema en ratones BALB/c utilizando el modelo de edema agudo de la pata. Estos resultados constituyen las primeras evidencias in vitro e in vivo de las partes aéreas de la especie y revelan su potencial antiinflamatorio para el futuro desarrollo de un producto herbarios.

2022-01-01T00:00:00Z Barrios San Martín, M. Sc. Yaima http://repositorio.uo.edu.cu/handle/123456789/1405 2024-01-17T17:11:25Z 2022-01-01T00:00:00Z

Producción, caracterización y aplicabilidad en la industria petrolera de los ramnolípidos sintetizados por Pseudomonas aeruginosa Y3-B1A Barrios San Martín, M. Sc. Yaima El descubrimiento y explotación del petróleo crudo ha tenido un impacto positivo en el desarrollo de la economía y la sociedad, sin embargo, su avance genera contaminación al medio ambiente, a la vez que disminuyen las reservas. La evolución de las tecnologías sostenibles ha conducido a la búsqueda de compuestos naturales biodegradables para darle solución a esta y otras problemáticas. Se espera que en los próximos años los tensioactivos biológicos sustituyan a los químicos, aunque aún está limitado por la poca disponibilidad de compañías que los produzcan a escala industrial, y los costos de producción y purificación. En este trabajo se evaluó la producción de biotensioactivos de 23 cepas provenientes de ecosistemas contaminados con hidrocarburos, siendo los ramnolípidos producidos por Pseudomonas aeruginosa Y3- B1A los más eficientes y eficaces. Se presenta una estrategia de cultivo que incrementa 2,91 veces la productividad volumétrica de ramnolípidos. Se comprobó la potencialidad del crudo de ramnolípidos (sin purificar), de formar emulsiones estables con queroseno y petróleo crudo en condiciones extremas de pH, salinidad y temperatura. Este es un bioproducto versátil que permitió a escala de laboratorio remover el 85,5 % del vanadio de sedimentos contaminados y recuperar el 21 % del petróleo crudo atrapado en columnas, confirmando su posible uso en la recuperación mejorada de crudo. Además, se determinó que tiene un efecto positivo como agente bioestimulador de la degradación de hidrocarburos en tres escalas diferentes (laboratorio, microcosmos y campo) sin provocar efectos tóxicos.; The discovery and exploitation of crude oil has had a positive impact on the development of the economy and society, however, its advance generates pollution to the environment, while reserves decrease. The evolution of sustainable technologies has led to the search for natural compounds biodegradable to provide a solution to this and other problems. It is expected that in the In the coming years, biological surfactants will replace chemical ones, although it is still limited by the limited availability of companies that produce them on an industrial scale, and production and purification costs. In this work, the production of biosurfactants of 23 strains from ecosystems contaminated with hydrocarbons, being rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa Y3- B1A the most efficient and effective. A cultivation strategy is presented that increases the volumetric productivity of rhamnolipids by 2.91 times. It was verified the potential of raw rhamnolipids (unpurified) to form stable emulsions with kerosene and crude oil under extreme conditions of pH, salinity and temperature. This is a versatile bioproduct that allowed laboratory scale remove 85.5% of the vanadium from contaminated sediments and recover 21% of the crude oil trapped in columns, confirming its possible use in recovery improved crude oil. Furthermore, it was determined that it has a positive effect as an agent biostimulator of hydrocarbon degradation on three different scales (laboratory, microcosm and field) without causing toxic effects.

2022-01-01T00:00:00Z Llauradó Maury, Gabriel http://repositorio.uo.edu.cu/handle/123456789/914 2023-11-15T18:34:53Z 2016-01-01T00:00:00Z

Evaluación de la actividad inmunomoduladora de bioproductos obtenidos de la seta comestible Pleurotus sp. Llauradó Maury, Gabriel El género Pleurotus (Pleurotaceae) pertenece al grupo de los hongos comestibles más estudiado con propósitos medicinales. Aunque existen evidencias experimentales que sustentan el efecto modulador de sustancias bioactivas presentes en esta seta sobre la respuesta inmunitaria, los estudios abarcan un reducido número de parámetros en limitados modelos experimentales. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad inmunomoduladora in vitro de bioproductos derivados de la seta Pleurotus sp., así como el efecto en biomodelos experimentales de inmunodeficiencias secundarias, inducidos por tratamiento con ciclofosfamida, exposición a radiaciones ionizantes y malnutrición proteico-energética. Los bioproductos de Pleurotus sp. mostraron en su composición, la presencia mayoritaria de carbohidratos (entre ellos del tipo β-glucanos) y proteínas. El tamizaje micoquímico reveló, además, la presencia de diferentes metabolitos secundarios con potencial actividad biológica. Las fracciones crudas de Pleurotus sp. exhibieron un efecto activador in vitro en macrófagos, evidenciado tanto en el aumento del consumo de glucosa y la actividad de la enzima fosfatasa ácida lisosomal en macrófagos peritoneales; como en el incremento de la expresión del gen de la óxido nítrico sintasa inducible y la producción de óxido nítrico en células RAW 264.7, sugiriendo la polarización hacia la activación clásica del macrófago. La fracción acuosa obtenida del micelio de Pleurotus sp. por fermentación sumergida estimuló, además, la vía alternativa del sistema de complemento. El extracto hidrosoluble derivado del micelio de Pleurotus sp. por fermentación en estado sólido, ejerció un efecto protector sobre la hemopoyesis y la actividad fagocítica del sistema monocito-macrófago, en ratones tratados con ciclofosfamida. Un comportamiento similar se evidenció en este biomodelo, como resultado de la administración oral profiláctica de la preparación seca y pulverizada de cuerpos fructíferos, favoreciéndose, además, la síntesis de la fracción globulínica y la estimulación de la inmunidad celular, en términos de la inducción de reacción de hipersensibilidad retardada. El extracto obtenido del micelio de Pleurotus sp. por fermentación sumergida, restauró la hematopoyesis y la función fagocítica. La administración oral de la fracción acuosa derivada de cuerpos fructíferos de Pleurotus sp. en ratones BALB/c malnutridos, restableció el metabolismo hepático, favoreció la inducción de los procesos de síntesis celular en la mucosa intestinal y moduló la recuperación inmunológica a través de la actividad hematopoyética en médula ósea, del estado funcional del sistema monocito-macrófago, así como de la respuesta humoral. De forma general, los resultados sugieren el efecto activador de bioproductos de la seta Pleurotus sp. sobre la respuesta inmunitaria y aportan nuevos conocimientos a nivel celular y molecular, para sustentar las aplicaciones potenciales de estos preparados en la inmunoterapia y la inmunonutrición.; The genus Pleurotus (Pleurotaceae) belongs to the group of edible mushrooms most studied for medicinal purposes. Although there is experimental evidence supporting the modulating effect of bioactive substances present in this mushroom on the immune response, the studies cover a reduced number of parameters in limited experimental models. The objective of this study was to evaluate the in vitro immunomodulatory activity of bioproducts derived from the Pleurotus sp. mushroom, as well as the effect on experimental biomodels of secondary immunodeficiencies induced by treatment with cyclophosphamide, exposure to ionizing radiation and protein-energy malnutrition. The bioproducts of Pleurotus sp. showed in their composition, the majority presence of carbohydrates (among them of the β-glucan type) and proteins. Mycochemical screening also revealed the presence of different secondary metabolites with potential biological activity. The crude fractions of Pleurotus sp. exhibited an in vitro activating effect on macrophages, evidenced both by increased glucose consumption and lysosomal acid phosphatase enzyme activity in peritoneal macrophages; as in the increase in the expression of the inducible nitric oxide synthase gene and the production of nitric oxide in RAW 264.7 cells, suggesting the polarization towards classical macrophage activation. The aqueous fraction obtained from the mycelium of Pleurotus sp. by submerged fermentation, it also stimulated the alternative pathway of the complement system. The water-soluble extract derived from the mycelium of Pleurotus sp. by solid-state fermentation, exerted a protective effect on hemopoiesis and phagocytic activity of the monocyte-macrophage system in mice treated with cyclophosphamide. A similar behavior was evidenced in this biomodel, as a result of the prophylactic oral administration of the dry and powdered preparation of fruiting bodies, favoring, in addition, the synthesis of the globulin fraction and the stimulation of cellular immunity, in terms of the induction of delayed hypersensitivity reaction. The extract obtained from the mycelium of Pleurotus sp. by submerged fermentation, it restored hematopoiesis and phagocytic function. Oral administration of the aqueous fraction derived from fruiting bodies of Pleurotus sp. in malnourished BALB/c mice, it restored hepatic metabolism, favored the induction of cell synthesis processes in the intestinal mucosa and modulated immune recovery through hematopoietic activity in bone marrow, the functional state of the monocyte-macrophage system, as well as as the humoral response. In general, the results suggest the activating effect of bioproducts of the mushroom Pleurotus sp. on the immune response and provide new insights at the cellular and molecular level, to support the potential applications of these preparations in immunotherapy and immunonutrition.

2016-01-01T00:00:00Z