Formulación de nanopartículas biopoliméricas con compuestos antimicrobianos obtenidos a partir de extractos vegetales

Abstract

Los polifenoles son un amplio grupo de compuestos que tienen un gran potencial de aplicación debido a sus innumerables acciones biológicas de entre las cuales la acción antimicrobiana frente a diversos microorganismos ha sido probada en diferentes investigaciones. Por ello se buscó obtener nanopartículas con actividad antimicrobiana para su potencial aplicación como agentes antimicrobianos frente a enfermedades del tracto digestivo que son un problema serio no solamente en México, a nivel mundial son una de las principales causas de morbilidad y mortalidad. Los compuestos antimicrobianos se extrajeron de cáscaras de frutas de aguacate, cacao, coco y tuna; de entre las cuales se seleccionó el coco por su efecto frente a los microorganismos Staphylococus aureus, Shygella disenteriae y Candida albicans en el análisis mediante halo de inhibición en agar Mueller-Hinton. Se analizó la composición química del extracto del endocarpio (cáscara) de coco, se comprobó la presencia de taninos y flavonoides como las dos fracciones mayoritarias además de una pequeña cantidad de leucoantocianidinas. Las dos fracciones principales se separaron por fraccionamiento, posteriormente se comprobó su acción biológica por separado. De la fracción de flavonoides se logró separar un compuesto por cromatografía preparativa. El proceso de extracción se mejoró empleando para su extracción un baño ultrasónico en el que se variaron la frecuencia, tiempo, temperatura y proporción de disolvente, siendo las mejores condiciones de extracción: frecuencia del baño ultrasónico a 45 KHz durante 40 minutos, 65 ºC y mezcla agua-etanol (7:3). Las nanopartículas se prepararon en un principio con gelatina-alginato de sodio cargadas y sin carga de tamaño aproximado a los 400 nm de forma esférica, en los ensayos microbiológicos no se logró comprobar su acción biológica por lo que posteriormente se sintetizaron nanopartículas de quitosano-tripolifosfato de sodio mediante rocío ultrasónico con tamaño promedio de 155 nm, esféricas, monodispersas; las cuales se cargaron con el extracto del endocarpio de coco. La actividad antimicrobiana se mantuvo prácticamente igual a la del extracto por lo que se concluye de la investigación que es posible sintetizar nanopartículas mediante la técnica de rocío ultrasónico, una nueva propuesta que hasta donde tenemos conocimiento no se había empleado con ese propósito hasta el momento. Las nanopartículas mantienen su acción biológica, la cual inferimos se debe a compuestos polifenólicos del extracto, y fueron estables en medio ácido por al menos dos semanas. SUMMARY Polyphenols are a large group of compounds that have great potential for application with numerous biological activities among which the antimicrobial activity against various microorganisms has been proven in various studies. Therefore we obtained nanoparticles with antimicrobial activity for potential application as antimicrobial agents against diseases of the digestive tract that is a serious problem not only in Mexico, worldwide are a major cause of morbidity and mortality. Antimicrobial compounds extracted from fruit peel avocado, cocoa, coconut and tuna; coconut was selected for its effect against microorganisms: Staphylococcus aureus, Shygella dysenteriae and Candida albicans by zone of inhibition analysis using Mueller-Hinton agar. Chemical composition of the extract from the coconut endocarp (shell) was analyzed, presence of tannins and flavonoids as the two major fractions besides a small amount of leucoanthocyanidins. Two main fractions were separated by partition and their biological action tested separately. From flavonoids fraction was separated a compound by preparative chromatography. Extraction process was optimized for extraction using ultrasonic bath in which frequency, time, temperature and ratio of solvent were varied, optimal extraction conditions were ultrasonic frequency 45 KHz for 40 minutes, 65 ° C and water-ethanol mixture (7: 3). Nanoparticles were prepared initially with gelatin-sodium alginate loaded and unloaded, size approximate 400 nm and spherical shape, by microbiological testing was not possible to maintain its biological action, so subsequently were synthesized chitosan-sodium tripolyphosphate nanoparticles by ultrasonic spray with an average size of 154 nm, spherical monodisperse form; which were functionalized with coconut endocarp extract. Antimicrobial activity was almost the same from the extract so it is concluded that it is possible to synthesize nanoparticles using the technique of ultrasonic spray, a new proposal that had not been used for that purpose until the moment. Nanoparticles retain their biological action, we infer that is due to extract polyphenolic compounds, and were stable in acid medium for at least two weeks.