Uso potencial de algunas especies de microalgas y cianobacterias como aglutinantes de eritrocitos y como bactericidas
Microalgas y cianobacterias como aglutinantes de eritrocitos y bactericidas.
DOI:
https://doi.org/10.24275/uam/izt/dcbs/hidro/2022v32n1/RodriguezKeywords:
Antibiosis, Desmodesmus quadricauda, lectins, Tetradesmus obliquusAbstract
Background. Microalgae and cyanobacteria are potential sources of new applications with biological activity. In our country, the research on applications of these organisms is still incipient. Objective. To test the potential of some species of microalgae and cyanobacteria as erythrocytes agglutinins (presence of lectins) and bactericides, considering the influence of the systems and media of cultivation and production of these microscopic organisms. Methods. Nine species to be tested were grown in different systems: photobioreactors of 8 and 16 L and raceway tanks of 300 and 3000 L, using Bayfoland forte ®, F / 2, UTEX, Zarrouk and modified Jourdan cultivation media, the obtained biomass was lyophilized for testing. Lectins detection (agglutination tests) was performed as recommended by Muñoz et al. (1985) and for antibiosis tests, the recommendations of Bauer et al. (1966) were followed. Results. Three species (two chlorophytes and one cyanobacteria) induced potent agglutination of erythrocytes, a dependence on the cultivation system to increase the total activity was observed when organisms were grown in raceways. Only one species of the microalgae studied showed mild antibacterial activity, this was against Pseudomonas aeruginosa. Conclusions. Bacteriostatic activity of Desmodemus quadricauda extract against Pseudomonas aeruginosa and agglutination of Tetradesmus obliquus, Desmodesmus quadricauda and Arthrospira platensis species are reported. Emphasizing that there are three potential species that provide lectins since they strongly agglutinated the erythrocytes without enzymatic treatment.
Downloads
References
Abalde, J., A. Cid, J.P. Fidalgo, E. Torres & C. Herrero. 1995. Microalgas: cultivo y aplicaciones. La Coruña, Servicio de Publicaciones. 210 p.
Abedin, R.M.A. & H.M. Taha. 2008. Antibacterial and antifungal activity of cyanobacteria and green microalgae. Evaluation of medium components by Plackett-Burman design for antimicrobial activity of Spirulina platensis. Global Journal of Biotechnology and Biochemistry 3(1):22-31.
Ainouz, I.L., A.H. Sampaio, N.M.B. Benevides, A.L.P. Freitas, F.H.F. Costa, M.R. Carvalho & F. Pinheiro-Joventino. 1992. Agglutination of enzyme treated erythrocytes by Brazilian marine algal extracts. Botanica Marina 35:475-479. DOI:10.1515/botm.1992.35.6.475
Alexandre, K.B., P.L. Moore, M. Nonyane, E.S. Gray, N. Ranchobe, E. Chakauya, J.B. McMahon, B.R. O’Keefe, R. Chikwamba & L. Morris. 2013. Mechanisms of HIV-1 subtype C resistance to GRFT, CV-N and SVN. Virology 446:66-76. DOI:10.1016/j.virol.2013.07.019
Alvarez-Hernández, S., C. Lozano-Ramírez & M. Rodríguez-Palacio. 2019. Influence of the habitat on marine macroalgae toxicity. Annual Research & Review in Biology 33(1):1-9. DOI:10.9734/arrb/2019/ v33i130113
Alvarez-Hernández, S., G. De Lara-Isassi, R. Arreguín-Espinoza, B. Arreguín, A. Hernández-Santoyo & A. Rodríguez-Romero. 1999. Isolation and partial characterization of giraffine, a lectin from the Mexican endemic alga Codium giraffa Silva. Botanica Marina 42: 573-580. DOI:10.1515/BOT.1999.064
Bauer, A.W., W.M. Kirby, J.C. Sherris & M. Turck. 1966. Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disc method. American Journal of Clinical Pathology 45(4):493-496. DOI:10.1093/ ajcp/45.4_ts.493
Benevides, N.M.B., S.R. Magalhães-Oliveira, M. L. Holanda, F. Rabelo-Melo, A.L. Ponte-Freitas & A. Holanda-Sampaio. 1999. Seasonal variations in hemaggutinating activity and chemical composition of two red marine algae Gracilaria dominguensis and Gelidium pusillum. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal 11(2):91-95.
Benkendorff, K., A.R. Davis & J.B. Bremner. 2001. Chemical defense in the egg masses of benthic invertebrates: an assessment of antibacterial activity in 39 mollusks and 4 polychaetes. Journal of Invertebrate Pathology 78(2):109-118. DOI:10.1006/jipa.2001.5047
Blaine, M. & J.W. Pyne. 1988. Biological active compound from microalgae. Enzyme and Microbial Technology 8:386-394. DOI:10.1016/0141- 0229(86)90144-4
Boyd, M.R., K.R. Gustafson, J.B. McMahon, R.H. Shoemaker, B.R. O’Keefe, T. Mori, R.J. Gulakowski, L. Wu, M.I. Rivera, C.M. Laurencot, M.J. Currens, J.H. Cardellina II, R.W. Jr. Buckheit, P.L. Nara, L.K. Pannell, R.C. Sowder II & L.E. Henderson. 1997. Discovery of cyanovirin-N, a novel human immunodeficiency virus-inactivating protein that binds viral surface envelope glycoprotein gp120: Potential applications to microbicide development. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 41:1521–1530. DOI:10.1128/AAC.41.7.1521
Chadwick, D.J., J. Marsh & J.B. Harborne. 2007. Role of secondary metabolites in chemical defense mechanisms in plants. John Wiley and Sons. 14 p. DOI:10.1002/9780470514009.ch10
Chu, C.Y., R. Huang & L.P. Lin. 2007. Analysis of the agglutinating activity from unicellular algae. Journal of Applied Phycology 19:401-408. DOI:10.1007/s10811-006-9146-3
Chu, C.Y., W.R. Liao, R. Huang & L.P. Lin. 2004. Haemagglutinating and antibiotic activities of freshwater microalgae. World Journal of Microbiology & Biotechnology 20:817-825. DOI:10.1007/s11274- 004-8712-6
Chung, H.Y., Ma. W.C. Joyce, O.P Ang, J.S. Kim & F. Chen. 2003. Seasonal variation of bromophenols in brow algae (Padina arborescens, Sargassum siliquastrum and Lobophora variegate) collected in Hong Kong. Journal of agricultural and food Chemistry 51:2619-2624. DOI:10.1021/jf026082n
Fabregas, J., A. Muñoz, J. Llovo & T. G. Villa. 1989. Differentiation of Candida guilliermondi varieties by lectin-like substances from marine algae. Research in Microbiology 140:373-378. DOI:10.1016/0923- 2508(89)90013-2
Férir, G., D. Huskens, S. Noppen, L.M. Koharudin, A.M. Gronenborn, D. Schols & D. Broad. 2014. Broad Anti-HIV activity of the Oscillatoria agardhii agglutinin homologue lectin family. Journal of Antimicrobial and Chemotherapy 69(10):2746-2758. DOI:10.1093/jac/dku220
Gama, F.M.A. 2004. Biología. Biogénesis y microorganismos. 2 da ed. Pearson Educación, México. 226 p.
Garrison, A.R., B.G. Giomarelli, C.M. Lear-Rooney, C.J. Saucedo, S. Yellayi, L.R. Krumpe, M. Rose, J. Paragas, M. Bray, G.G. Olinger, J.B. Jr. McMahon, J. Huggins & B.R. O’Keefe. 2014. The cyanobacterial lectin scytovirin displays potent in vitro and in vivo activity against Zaire Ebola virus. Antiviral Research 112:1-7. DOI: 10.1016/j.antiviral.2014.09.012
Gold, E.R. & P. Balding. 1975. Receptor-Specific Proteins. Amsterdam: Excerpta Medica. Amsterdam. 210 p.
Goldstein, I.J., R.C. Hughes, M. Monsigny, T. Osawa & N. Sharon. 1980. What should be called a lectin? Nature 285:66. DOI:10.1038/285066b0
González del Val, A., G. Platas, A. Basilio, A. Cabello, J. Gorrochategui, I. Suay, F. Vicente, E. Portillo, M. Jiménez del Río, G.R. García & F. Peláez. 2001. Screening of antimicrobial activities in red, green and brown macroalgae from Gran Canaria (Canary Islands, Spain). International Microbiology 4:35-40. DOI:10.1007/s101230100006
Guillard, R. R. L. & J. H. Ryther. 1962. Studies of marine plantonik diatoms. I. Cyclotella nana Hustedt, and Detonula confervacea (Cleve) Gran. Can. Journal of Microbiology 8:229-239.
Hernández, L.M.V., L.M.M. Hernández & L. Troccoli. 2008. Actividad antibacteriana y antimicótica de Spirobranchus giganteus giganteus (Serpulidae: polychaeta) de Guayacán, Península de Araya, estado Sucre, Venezuela. Universidad de Oriente. Saber. Revista Multidisciplinaria del Consejo de investigación de la Universidad de Oriente 20(3):283-288.
Hori, K., Y. Shimada, C. Oiwa, K. Miyazawa & K. Ito. 1993. Occurrence of a novel group of hemagglutinins extractable by pronase treatment in marine algae. Journal of Applied Phycology 5:219-223. DOI:10.1007/BF00004021
Jaki, B., J. Orjala, H. Bürgi & O. Sticher. 1999. Biological screening of cyanobacteria for antimicrobial and molluscicidal activity, brine shrimp lethality, and cytotoxicity. Pharmaceutical Biology 37(2):138-143. DOI:10.1076/phbi.37.2.138.6092
Kaushik, P. & A. Chauhan. 2008. In vitro antibacterial activity of laboratory grown culture of Spirulina platensis. Indian Journal of Microbiology 48: 348-352. DOI:10.1007/s12088-008-0043-0
Koike, K., M. Jimbo, R. Sakai, M. Kaeriyama, K. Muramoto, T. Ogata, T. Maruyama & H. Kamiya. 2004. Octocoral chemical signaling selects and controls dinoflagellate symbionts. Biology Bulletin 207:80-86.
Lara, V.M.A., R.J.L. Moreno & M.E.J. Amaro. 1996. Fitoplancton. Conceptos básicos y técnicas de laboratorio. Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, México. 227 p.
Liao, W.R. & R. Huang. 2000. Agglutination of human and animal erythrocytes in marine unicellular algae. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 24:262-266. DOI:10.1038/sj.jim.2900818
Martel, C.M. 2009. Conceptual bases for prey biorecognition and feeding selectivity in the microplanktonic marine phagotroph Oxyrrhis marina. Microbial Ecology 57(4):589-597. DOI:10.1007/s00248- 008-9421-8
Mian, P., J. Heilmann, H. Bürgi & O. Sticher. 2003. Biological screening of terrestrial and freshwater cyanobacteria for antimicrobial activity, brine shrimp lethality, and cytoxicity. Pharmaceutical Biology 41(4):243-247. DOI:10.1076/phbi.41.4.243.15672
Muñoz, A., J. Llovo & J. Fabregas. 1985. Hemaglutininas de algas verdes. ACCCAW 22: 873-878.
Naranjo-Briceño, L., D. Rojas-Tortolero, H. González, R.P. Torres, R.N. Zegarra, L.D.A. Sena & D. Sosa del Castillo. 2010. Arthrospira platensis como biofactoría de metabolitos secundarios de interés farmacológico: el ácido pipecólico. Revista Latinoamericana de Biotecnología Ambiental y Algal 1:64-90.
Noaman, N.H., A. Fattah, M. Khaleafa & S.H. Zaky. 2004. Factors affecting antimicrobial activity of Synechococcus leopoliensis. Microbiological Research 159:395-402. DOI:10.1016/j.micres.2004.09.001
Nowak, T.P. & S.H. Barondes. 1975. Agglutinin from Limulus polyphemus. Purification with formalinized adsorbent. Biochimica et Biophysica Acta 393:115-123. DOI:10.1016/0005-2795(75)90221-4
Nurby, R., G. Medina, J. Jiménez, C. Yánez, M.Y. García, M.L. Di Bernardo & M. Gualtieri. 2009. Actividad antibacteriana y antifúngica de extractos de algas marinas venezolanas. Revista Peruana de Biología 16:97- 100. DOI:10.15381/rpb.v16i1.182
Ördög, V., W.A. Stirk, R. Lenobel, M. Bancírová, M. Strnad, J. van Staden, J. Szigeti & L. Németh. 2004. Screening microalgae for some potentially useful agricultural and pharmaceutical secondary metabolites. Journal of Applied Phycology 16: 309-314. DOI:10.1023/B:JAPH.0000047789.34883.aa
Padmakumar, K. & K. Ayyakkannu. 1997. Seasonal variation of antibacterial and antifungal activities of the extracts of marine algae from southern coasts of India. Botanica Marina 40:507-515. DOI:10.1515/ botm.1997.40.1-6.507
Pales, E.E., M. Perrigault, J.E. Ward, S.E. Shumway & B. Allam. 2010. Microalgal cell surface carbohydrates as recognition sites for particle sorting in suspension-feeding bivalves. Biological Bulletin 218:75- 86. DOI:10.1086/BBLv218n1p75
Pérez-Gutiérrez, R.M. 2007. Actividad antimicrobiana de Oedogonium capillare. Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas 38(3):26-29.
Rajasekaran, C.C.,P. Mohammed-Ajeesh, S. Balaji, M. Shalini, R. Siva, R. Das, D.P. Fulzele & T. Kalaivani. 2016. Effect of Modified Zarrouk’s Medium on Growth of Different Spirulina Strains. Walailak J Sci & Tech 2016 13(1):67-75. Availble online at: http://wjst.wu.ac.th
Rodríguez-Palacio, M.C. 2020. Obtención de bioproductos de impacto económico y social con microalgas y cianobacterias nativas de México. Trabajo de tesis de Doctorado en Medio Ambiente, Universidad Autónoma de Tamaulipas. Tamaulipas, México. 330 p.
Rodríguez-Palacio, M.C., R.B.E. Cabrera-Cruz, J.C. Rolón-Aguilar, C. Lozano-Ramírez, L.J. Galeana-Hurtado & E.D. Morales-Avendaño. 2018. Comparative study on the removal of N and P from municipal waste waters and leached vermicomposting using five microalgae strains. Desalination and Water Treatment 131:180-186. DOI:10.5004/ dwt.2018.23035
Roopashri, A.N. & J. Savitha. 2022. Screening of freshwater microalgae species for occurrence of lectins and their carbohydratebinding specificity. Journal of Applied Biological Sciences 16(1):24-34. DOI:10.5281/zenodo.5826031
Rosales, L.N.L. 2007. Evaluación de la actividad biológica de extractos de la cianobacteria Nostoc LAUN 0015, en condiciones de laboratorio. Trabajo de Grado presentado ante la División de Estudios Para Graduados para optar al grado de Magíster Scientarium en Microbiología, Universidad del Zulia. 101 pp.
Schlegel, I., N.T. Doan, N. Ch. & G.D. Smith. 1999. Antibiotic activity of new cyanobacterial isolates from Australia and Asia against green algae and cyanobacteria. Journal of Applied Phycology 10:471-479. DOI:10.1023/A:1008042619686
Shimizu, Y. 2003. Microalgal metabolites. Current Opinion in Microbiology 6(3):236-243. DOI:10.1016/S1369-5274(03)00064-X
Silva, A.J., V.L.R. Cavalcanti, A.L.F. Porto, W.A. Gama, R.M.P. Brandão-Costa & R. Pedrosa-Bezerra. 2020. The green microalgae Tetradesmus obliquus (Scenedesmus acutus) as lectin source in the recognition of ABO blood type: purification and characterization. Journal of Applied Phycology 32:103-110. DOI:10.1007/s10811-019-01923-5
Sreenivasa, R.P. & K.S. Parekh. 1981. Antibacterial activity of Indian seaweed extracts. Botanica Marina 24:577-582. DOI:10.1515/ botm.1981.24.11.577
Yamaguchi, M., T. Ogawa, K. Muramoto, Y. Kamio, M. Jimbo & H. Kamiya. 1999. Isolation and characterization of a mannan-binding lectin from the freshwater cyanobacterium (blue-green algae) Microcystis viridis. Biochemical and Biophysical Research Communications 265:703- 708. DOI:10.1006/bbrc.1999.1749
Citas electrónicas: https://utex.org/products/spirulina-medium?variant=30991737454682
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
De acuerdo con la legislación de derechos de autor, HIDROBIOLÓGICA reconoce y respeta el derecho moral de los autores, así como la titularidad del derecho patrimonial, el cual será cedido a la revista para su difusión en acceso abierto.
Publicar en la revista HIDROBIOLÓGICA tiene un costo de recuperación de $500 pesos mexicanos por página en blanco y negro (aproximadamente 29 dólares americanos) y $1000 pesos por página a color (aproximadamente 58 dólares americanos).
Todos los textos publicados por HIDROBIOLÓGICA sin excepción se distribuyen amparados bajo la licencia Creative Commons 4.0Atribución-No Comercial (CC BY-NC 4.0 Internacional), que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en HIDROBIOLÓGICA (por ejemplo incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en HIDROBIOLÓGICA.
Para todo lo anterior, el o los autor(es) deben remitir el formato de Carta-Cesión de la Propiedad de los Derechos de la primera publicación debidamente requisitado y firmado por el autor(es). Este formato se puede enviar por correo electrónico en archivo pdf al correo: enlacerebvistahidrobiológica@gmail.com; rehb@xanum.uam.mx (Carta-Cesión de Propiedad de Derechos de Autor).
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-No Comercial 4.0 Internacional.
