Estudio de bioactividad de la cepa ST2-7A de Streptomyces sp. del Salar de Tara y optimización de condiciones de cultivo

Abstract

Las infecciones ocasionadas por microorganismos resistentes a antimicrobianos son una preocupación sanitaria internacional. Uno de los enfoques para atender este problema es la búsqueda y desarrollo de nuevos compuestos que puedan ser utilizados como medicamentos. Una de las estrategias de búsqueda consiste en la exploración de nuevos compuestos bioactivos producidos por microorganismos que habitan ambientes extremos. La cepa ST2-7A de Streptomyces sp. del Salar de Tara es una bacteria aislada del desierto de Atacama que se ha mostrado tiene bioactividad citotóxica. El objetivo de este trabajo es identificar la bioactividad antibacteriana de la cepa ST2-7A de Streptomyces sp. del Salar de Tara, maximizando la producción de metabolitos bioactivos. Primero, se implementa una versión modificada de la metodología de partición Kupchan para la elección de un disolvente de extracción de metabolitos. Para maximizar la producción se realizaron variaciones a las condiciones de cultivo: pH, agitación, temperatura y salinidad, en el medio Tryptic Soy Broth (TSB) modificado. La producción se evaluó midiendo la formación de halos de inhibición de crecimiento bacteriano al realizar bioensayos contra Escherichia coli y Bacillus subtilis mediante el método disco difusión. Luego, se comparó la bioactividad de las condiciones originales y optimizadas, y se construyeron las curvas de cinética de crecimiento mediante medición de densidad óptica y peso seco. Finalmente, se realizó un escalamiento del cultivo de laboratorio a un biorreactor de 1 [L], comparando fermentaciones con pH inicial 9 (sin control) y pH constante igual a 9. En este trabajo se determinó que la cepa ST2-7A posee bioactividad antibacteriana frente a E. coli y B. subtilis. En relación con los disolventes de extracción probados, el único que logró generar halos de inhibición de crecimiento fue el éter de petróleo. Luego, tras variar las condiciones de cultivo, una a la vez, se determinaron que las óptimas para la producción de metabolitos son pH 9, 160 RPM, 35°C y 15% (m/v) de NaCl. Las condiciones optimizadas permitieron un aumento en el porcentaje de bioactividad, respecto al control, del 10 y 7%, frente a E. coli y B. subtilis, respectivamente. Por otra parte, la velocidad específica de crecimiento máxima para las condiciones optimizadas fue 0,16 [\frac{1}{h}], un 25% menor respecto a las condiciones originales. Se logró determinar una curva de calibración para el crecimiento de la cepa con coeficiente de determinación igual a 0,91. Al escalar el cultivo a un biorreactor de 1 [L], se obtuvo que no controlar el pH permite reducir la duración de la fase lag y generar una concentración de biomasa un 17% mayor respecto al cultivo con control de pH. De este trabajo, se propone evaluar el uso de nuevos disolventes orgánicos para la extracción de metabolitos. También, se proyecta investigar variaciones a las condiciones de cultivo como modificar la fuente de carbono o variar parámetros físicos como la exposición a la radiación UV. Finalmente, es también necesario identificar los metabolitos bioactivos y estandarizar un método para su cuantificación.