nueva página del texto (beta)
Español (pdf)
Artículo en XML
Referencias del artículo
Traducción automática
Enviar artículo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
Introducción
A través del tiempo se han realizado investigaciones exhaustivas para obtener nuevos medicamentos con actividad antibacteriana y antimicótica, debido al desarrollo de resistencia de bacterias y hongos a múltiples fármacos (Behera & Rath, 2011; Kali et al., 2016; Moghadamtousi et al., 2014). Por lo que resulta relevante estudiar agentes terapéuticos derivados de fuentes naturales como lo es la curcumina.
La curcumina (diferuloilmetano) es un compuesto fenólico, principal curcuminoide de la especie Curcuma Longa L. (familia Zingiberaceae) que es producida principalmente en la India, conocida comúnmente como cúrcuma (Aggarwal et al., 2007; Aggarwal & Sung, 2009). La presencia de grupos cromóforos hace a la curcumina fotosensible. La degradación fotoquímica del compuesto acontece de manera independiente al estado físico o entorno químico en que se encuentre; en tanto que la composición, la cinética y los productos de degradación dependen de su estado físico (González et al., 2015). Tradicionalmente, se ha utilizado como un colorante en la industria alimentaria y debido a diversas propiedades farmacológicas (antibacterianas, antifúngicas y antiinflamatorias) ha sido de gran interés para los científicos. De modo que en años recientes investigaciones científicas reportan su potencial terapéutico en enfermedades como: cáncer, artritis, diabetes y ateroesclerosis (Mun et al., 2013; Khan et al., 2012; Aggarwal & Harikumar, 2009; Gupta et al., 2013; Hewlings & Kalman, 2017; Shehzad et al., 2013).
En un estudio, se menciona que la curcumina ha demostrado tener una prometedora actividad antibacteriana sobre bacterias grampositivas y gramnegativas (Tyagi et al., 2015). Así mismo, se han realizado investigaciones en cuanto a sus propiedades como antifúngico, que sugieren que este compuesto puede tener un alto potencial al ser empleado contra diferentes cepas de Candida albicans (Dovigo et al., 2011; Khan et al., 2012; Martins et al., 2008; Paul et al., 2018). Cabe destacar que a la fecha no hay estudios en México que evalúen el efecto de la curcumina mediante microdiluciones. Es en este contexto que el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto antimicrobiano de la curcumina sobre cepas de Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus y C. albicans, a través de la concentración mínima inhibitoria (CMI) utilizando microdiluciones de acuerdo con las recomendaciones del Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI, 2009).
Método
Para el estudio de susceptibilidad antibacteriana y antifúngica se llevaron a cabo pruebas de microdilución en caldo de acuerdo con las recomendaciones del CLSI 2009, en sus documentos M-07-A8 y M27-A respectivamente (Cantón et al., 2001). Debido a la coloración que posee el compuesto, se utilizó uno de curcumina (Sigma-Aldrich®, USA) con una pureza de 65 % según la información dada por el fabricante. La actividad antibacteriana de la curcumina fue evaluada contra cepas de referencia del American Type Culture Colection (ATCC), E. faecalis ATCC 51299, E. coli ATCC 25922 y S. aureus ATCC 25923, y su actividad antifúngica contra C. albicans ATCC 26790.
Preparación del inóculo
Las cepas bacterianas se cultivaron en placas de agar de soya tripticasa (AST) y la cepa de C. albicans en placas de agar dextrosa Sabouraud (ADS) e incubadas a 35 °C por 24 h en una incubadora FE-133felisa® (México). Para el inóculo se preparó una suspensión de bacteriana o fúngica a una turbidez equivalente a 0.5 en la escala de McFarland (1-2 × 108CFU/ml para bacterias y 1-2 × 106CFU/ml para levaduras). La suspensión anterior fue diluida 1:20 en caldo Mueller-Hinton (MH) (Merck, Germany) o medio Roswell Park Memorial Institute (RPMI) y mediante agitación orbital en Vortex-Genie® 2 USA, se homogeneizó completamente.
Método de susceptibilidad antimicrobiana
Se preparó una solución madre de curcumina a una concentración de 100 mg/ml en dimetilsulfóxido (DMSO) (D8418-100 ml). Posteriormente, a partir de la solución madre, se realizaron diluciones seriadas utilizando 2 % de DMSO, para obtener las siguientes concentraciones: 2 mg/ml, 1 mg/ml, 500 μg/ml, 250 μg/ml, 125 μg/ml, 62.5 μg/ml, 31.2 μg/ml, 15.6 μg/ml, 7.8 μg/ml, 3.9 μg/ml. Siguiendo las recomendaciones de la prueba estándar del CLSI; a cada una de las soluciones obtenidas se les realizó una dilución 1/50 tomando 100 μl de cada tubo, la cual se transfirió a un nuevo tubo que contenía 4.9 ml de caldo MH para el ensayo con bacterias o RPMI-1640 para C. albicans, obteniendo una concentración final de la curcumina dos veces mayor que la concentración final deseada.
Una vez preparados los inóculos y las soluciones de prueba de la curcumina se llenaron las microplacas de 96 pozos utilizando una multipipeta BioPette® (USA). A cada pocillo se le colocaron 100 μL de la solución de curcumina, se probó una concentración sucesiva por cada columna de la microplaca de la concentración mayor a la menor, a partir de la columna 2.
Se incluyó en la primera columna, un control negativo con medio RPMI o caldo de MH y en la 12 un control positivo (MH o RPMI con inóculo), además de dos controles de curcumina sin inóculo en las filas A y B. El ensayo se realizó por triplicado.
Una vez llenas las microplacas se cerraron, se envolvieron convenientemente con una película autoadherente para evitar la evaporación y posteriormente con papel aluminio para impedir el paso de la luz, se incubaron a 35 °C por 24 h. Finalmente, las placas se leyeron a una longitud de onda de 600 nm para medir la absorbancia utilizando el espectrofotómetro Multiskan® FC Microplate Photometer (USA). El efecto de las concentraciones del compuesto sobre el crecimiento de los microorganismos se determinó con el porcentaje de reducción de crecimiento bacteriano mediante la siguiente fórmula:
Donde: %RC es el porcentaje de reducción de crecimiento bacteriano; CC es la absorbancia obtenida para el control de curcumina sin inóculo; y AE es la absorbancia obtenida para una determinada concentración del compuesto.
Análisis estadístico
Para el análisis de la información los datos se capturaron en el programa IBM® SPSS® Statistics Versión 22. Se obtuvieron las CMI y la estadística descriptiva de las absorbancias correspondientes al control positivo, negativo y la CMI de cada uno de los microorganismos. Para corroborar las diferencias en el porcentaje de crecimiento calculado de los microorganismos con respecto a las concentraciones de la curcumina se realizaron pruebas de Kruskal Wallis, considerando los valores de p≤0.05 como estadísticamente significativos.
Resultados
Se determinó que la curcumina tiene actividad antibacteriana a una CMI entre 31.2 y 125 µg/ml para las tres bacterias evaluadas, mientras que para C. albicans fue de 125 µg/ml (Tabla 1).
Tabla 1 Microorganismos y sus valores de CMI (μg/ml).
| Microorganismos | Valores de CMI (μg/ml) |
|---|---|
| E. faecalis | 125 |
| E. coli | 31.2 |
| S. aureus | 31.2 |
| C. albicans | 125 |
En la Tabla 2 se muestra la estadística descriptiva de las absorbancias correspondientes al control positivo, negativo y la CMI de cada uno de los microorganismos
Tabla 2 Estadísticos descriptivos de las absorbancias correspondientes a la CMI de cada microorganismo.
| Microorganismo | Concentraciones | Estadístico | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Media | Desviación estándar |
Mediana | Intervalo de confianza para la media al 95 % |
|||
| Límite inferior |
Límite superior |
|||||
| Enterococcus faecalis | Control positivo | .27325 | .007704 | .27300 | .26681 | .27969 |
| 125µg/ml | .37920 | .165218 | .45100 | .24107 | .51733 | |
| Control negativo | .05400 | .004071 | .05300 | .05060 | .05740 | |
| Staphylococcus aureus | Control positivo | .25288 | .035795 | .23900 | .22295 | .28280 |
| 31.2µg/ml | .18550 | .100396 | .22900 | .10157 | .26943 | |
| Control negativo | .05725 | .006453 | .05600 | .05186 | .06264 | |
| Escherichia coli | Control positivo | .95928 | .051595 | .97035 | .91614 | 1.00241 |
| 31.2µg/ml | .36311 | .260222 | .50250 | .14556 | .58066 | |
| Control negativo | .05138 | .005236 | .05050 | .04700 | .05575 | |
| Candida albicans | Control positivo | .32088 | .023296 | .31650 | .30140 | .34035 |
| 125µg/ml | .21425 | .148135 | .28550 | .09041 | .33809 | |
| Control negativo | .04200 | .005014 | .04050 | .03781 | .04619 | |
Mediante la prueba de Kruskal Wallis se encontraron diferencias significativas en el porcentaje de crecimiento calculado de los microorganismos con respecto a las concentraciones de curcumina. Para E. faecalis, E. coli y S. aureus la diferencia fue de p<0.001. Mientras que para C. albicans fue p = 0.009.
La Fig. 1 muestra que en el caso de E. faecalis, el aumento de la concentración de curcumina a partir de la CMI de 125 μg/ml produjo una reducción del porcentaje de crecimiento. Esta misma tendencia se observó para E. coli y S. aureus, pero a partir de la CMI de 31.2 μg/ml. Para C. albicans la CMI se estableció en 125 μg/ml, a partir de ahí, al aumentar la concentración se observó una disminución en el porcentaje de crecimiento, no obstante, no es tan clara como en el caso de las bacterias. Sin embargo, en la concentración más alta del compuesto se encontró un aumento en el crecimiento, por lo que parece que la efectividad de la curcumina para C. albicans es limitada.
Discusión
Este estudio evaluó la CMI de la curcumina en cepas ATCC, los resultados obtenidos indicaron que la curcumina posee propiedades antibacterianas y antifúngicas. Acorde con esto, diversos estudios muestran su efecto sobre bacterias grampositivas y gramnegativas. Mun et al. (2013), reportan una CMI de 250 μg/ml de curcumina contra S. aureus, la cual fue determinada mediante microdiluciones, siendo una concentración superior a la observada en el presente estudio.
En otro estudio se reporta un valor de la CMI de la curcumina de 187.5 μg/ml contra S. aureus, mediante el método de dilución en caldo (Tajbakhsh et al., 2008), valor significativamente mayor al encontrado por nosotros a 31.2 μg/ml. Esta diferencia puede deberse al método empleado.
Gunes et al. (2016), reportaron una CMI de 163 μg/ml contra E. coli ATCC 25922 obtenida mediante el método de macrodiluciones, esta concentración es cinco veces mayor a la CMI de 31.2 μg/ml determinada en este trabajo, además, los autores detectaron una CMI de 293 μg/ml contra E. faecalis, la cual es el doble de la detectada en nuestros resultados de 125 μg/ml. Es conveniente mencionar que estos autores utilizaron un compuesto de curcumina similar el evaluado en este proyecto, sin embargo, emplearon la cepa de E. faecalis ATCC 29212, mientras que en este estudio se utilizó la cepa E. faecalis ATCC 51299, lo cual puede explicar las diferencias en sensibilidad. En otro trabajo (Kali et al., 2016), la CMI de curcumina fue de 126.9 μg/ml y 117.4 μg/ml contra aislados productores de biofilm grampositivos y gramnegativos, respectivamente. Además, estos autores sugirieren que la curcumina en combinación con otros antibióticos tiene una sinergia antibacteriana. Estas concentraciones reportadas, a pesar de ser mayores con respecto a las obtenidas en este estudio, concuerdan en que este compuesto tiene una actividad antibacteriana de amplio espectro.
Por otro lado, en un estudio se investigó el proceso de microencapsulación para mejorar la estabilidad y solubilidad de la curcumina. Los resultados del ensayo de actividad antibacteriana y antifúngica in vitro y las CMI fueron de 15.7 a 250 μg/ml de curcumina microencapsulada, señalando que fue más eficaz contra hongos que contra bacterias, siendo las grampositivas más sensibles que las gramnegativas (Wang et al., 2009). A este respecto, en el presente trabajo pudimos corroborar un mayor efecto contra S. aureus y E. coli y menor para E. faecalis y C. albicans.
En cuanto al efecto antifúngico de la curcumina, los resultados obtenidos determinaron una CMI de 125 μg/ml para C. albicans. Dicha actividad ha sido reportada previamente contra este hongo. En la investigación realizada por Khan et al. (2011), evaluaron la actividad antifúngica de la curcumina contra 14 cepas de Candida; el compuesto mostró propiedades antifúngicas contra todas las cepas probadas, con una CMI que varía de 250 a 2000 µg/ml, superiores a la determinada en esta investigación. También, Khan et al. (2012), reportaron la actividad antifúngica de la curcumina frente a 38 cepas de Candida (3 cepas ATCC sensibles al fluconazol, 24 cepas clínicas sensibles al fluconazol y 11 cepas clínicas resistentes al fluconazol) con una CMI90 de curcumina entre 250 y 650 μg/ml para cepas sensibles y entre 250 y 500 μg/ml para cepas resistentes. En otro estudio, la curcumina demostró actividad antifúngica mayor a la observada en este proyecto, con un valor de CMI de 32 µg/ml para C. albicans, además, reportan que la combinación de curcumina con anfotericina B mostró una actividad sinérgica contra especies de Candida (Tsao & Yin, 2000). En este estudio, el efecto contra C. albicans se mostró limitado en cuanto a las dosis, aunque se obtuvo el efecto inhibitorio a una dosis más baja que las reportadas por Khan et al. (2012), nuestra concentración a 1 mg/ml mostró efectos contradictorios, aunque cabe mencionar que se utilizó una cepa diferente a la empleada por Khan.
Se puede apreciar que las diferencias encontradas en los resultados de la CMI de la curcumina varían ampliamente en la literatura internacional publicada, es probable que esta variabilidad sea debido al uso de diversos métodos, diferentes preparaciones y concentraciones de curcumina, así como las diferentes especies de microorganismos (Kali et al., 2016). Sin embargo, la curcumina es una sustancia con gran potencial, ya que diversos estudios internacionales respaldan sus efectos. Por otro lado, los resultados de la presente investigación no pudieron ser comparados con otros estudios en México ya que, a la fecha no hay investigaciones publicadas sobre este tema, por lo cual se puede abrir una línea de investigación sobre este compuesto. Debido a que la curcumina ofrece efectos antibacterianos y antifúngicos, su uso o combinación con otros antibióticos podría ser una alternativa prometedora por sus diversas actividades biológicas (Moghadamtousi et al., 2014).
Algo novedoso de esta investigación es que se logró determinar el efecto antibacteriano y antifúngico de la curcumina con CMIs menores a las reportadas en otros estudios sobre cepas de E. faecalis, E. coli, S. aureus y C. albicans, a través del ensayo de microdiluciones.
Conclusión
Los resultados de este estudio revelaron que la curcumina en bajas concentraciones (menores a 125 µg/ml) tuvieron un efecto antibacteriano sobre cepas de E. faecalis, E. coli, y S. aureus y un efecto limitado antifúngico contra C. albicans. Sin embargo, los efectos de acuerdo a la literatura parecen ser dependientes, entre otras cosas, de las cepas utilizadas, por lo que hacen falta más estudios en nuestro medio que reporten su efectividad, definiendo o en su caso estandarizando adecuadamente el método y tomando en consideración el contexto biológico.
