Aplicaciones del exopolisacárido producido por la cepa HK30 deHalomonas nitroreducens en la industria farmacéutica (Pharmaceutical applications of the exopolysaccharides produced byHalomonas nitroreducens strain HK30)

RESUMEN
INTRODUCCIÓN
Una de las líneas de investigación que desarrolla el Grupo Exopolisacáridos Microbianos (BIO 188) es
el aislamiento y caracterización de nuevos microorganismos halófilos productores de EPSs con
propiedades físicas y químicas competitivas con los ya existentes en la industria. De estos estudios
destaca el polímero V2-7 (Halomonas eurihalina F2-7) que origina geles transparentes1, el maurano
(H. maura S-30) cuya viscosidad compite con la del xantano2 y los EPSs producidos por Salipiger
mucescens, Halomonas. anticariensis, H. ventosae, Idiomarina fontislapidosi, I. ramblicola y
Alteromonas hispanica que emulsionan diferentes compuestos orgánicos y pueden actuar como
biodetoxificadores3,4. Además, estos polímeros tienen sulfatos en su composición que es una
característica inusual e interesante para su aplicación en Medicina y el producido por S. mucescens
contiene un carbohidrato llamado fucosa, con interesantes aplicaciones en cosmética y que resulta caro
de obtener por síntesis química5. El grupo de investigación tiene colaboraciones con empresas del
sector alimentario, farmacéutico y cosmético para aplicar las propiedades funcionales de sus
polisacáridos en estas áreas.
OBJETIVO
La búsqueda y selección de bacterias productoras de exopolisacáridos de ambientes hipersalinos
situados en Marruecos con propiedades interesantes para la industria.
METODOLOGÍA
Cepas bacterianas y condiciones de cultivo. Las cepas fueron aisladas de ambientes hipersalinos
situados en Marruecos (suelos y aguas hipersalinos, alimentos en salazón y las raíces de las plantas
marinas). Para producir los EPSs las bacterias se cultivaron en medio MY 7,5 % p/v de sales y se
incubaron a 32ºC en agitación (100 rpm) durante 5 días.
Producción de exopolisacáridos. Los exopolisacáridos se extrajeron de acuerdo con la metodología
descrita por Quesada y col.6
Caracterización química y determinación de la masa molecular. El contenido en carbohidratos,
proteínas, ácidos urónicos, restos acetilos, iones sulfato y fosfato, así como la composición en
monosacáridos y la masa molecular de los EPSs purificados se analizó siguiendo la metodología
previamente descrita en nuestros trabajos4.
Caracterización física. El estudio de las características reológicas y actividad emulgente se realizó
siguiendo la metodología descrita por Mata y col.3.
Estudio de la participación de los EPS en la formación de biofilms. Se hizo mediante tinción con
cristal violeta en placas microtiter tras 40 horas de incubación en medios MY y MM al 7,5% (p/v) de
NaCl7.
Determinación de la actividad floculante. Se prepararon soluciones de caolín y se mezclaron con diferentes concentraciones de EPS8,9.
CONCLUSIÓN /DISCUSIÓN
A partir de una colección de 120 cepas se han seleccionado las 26 mejores productoras de EPSs, que
han sido identificadas taxonómicamente. Tras un primer análisis de la productividad y características
físicas y químicas de los EPSs, se ha elegido el polímero producido por la cepa HK30 para llevar a
cabo un estudio más completo. La cepa HK30, por su mayor rendimiento en la producción de un
polímero con actividad viscosizante y emulgente, se considera un excelente candidato de interés
biotecnológico con aplicaciones en la industria farmacéutica.
ABSTRACT
The Microbial Exopolysaccharide Research Group (BIO 188) has been carrying out a wide search
aimed at isolating and characterizing exopolysaccharides produced by halophilic microorganisms with
different physical and chemical properties of interest to industry. As a result of these studies, we
selected and characterized the polymer V2-7 (Halomonas eurihalina F2-7) that has emulsifying
activity and jellifying properties at acid pH1
the mauran, which has a viscosifying activity similar to
that of xanthan gum2 and the EPSs produced by Salipiger mucosus, Halomonas anticariensis, H.
ventosae, Idiomarina fontislapidosi, I. ramblicola and Alteromonas hispanica that emulsify different
organic compounds3,4. In addition, all of these polymers have sulphate groups in their composition, an
unusual and interesting feature for their application in medicine. Moreover, the fucose-rich EPS of
Salipiger mucosus has applications in the fields of medicine and cosmetics. The chemical or
enzymatic hydrolysis of fucose-rich polysaccharides offers a new efficient way to process fucose5. The
Research Group BIO 188 has established collaborations with several companies related to the food,
pharmaceutical and cosmetics industries in order to test the functional properties of our halophilic
exopolysaccharides in these areas.
AIM
Searching and selection of exopolysaccharide-producing bacteria from hypersaline environments
located in Morocco with interesting properties to industry.
MATERIAL AND METHODS
Bacterial strains and culture conditions. The strains were isolated from hypersaline environments in
Morocco. Bacteria were cultured in MY with 7.5% (w/v) of salts and incubated at 32 °C with shaking
(100 rpm) for 5 days.
Production of exopolysaccharides. The exopolysaccharides were isolated according to the
methodology described by Quesada et al.6
Chemical characterization and molecular weight determination. The content of carbohydrates,
proteins, uronic acids, acetyl residues, sulphates, phosphates, monosaccharide composition, and
molecular weight of purified EPSs were analyzed following the methodology previously described [4].
Physical characterization. The study of the rheological properties and emulsifying activity was carried
out following the methodology described by Mata et al. 3
Production of biofilms. The production of biofilms were tested by crystal violet staining in microtiter
plates after 40 hours incubation in the media MM and MY 7.5% (w/v)7.
Determination of flocculating activity. Kaolin solutions were prepared and mixed with different
concentrations of EPS8,9.