Inmovilización de Estreptomicina en Micropartículas de Alginato-Chitosan para la Inhibición de E. coli O157:H7

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Actualmente, la encapsulación es un método de gran importancia científica debido a las ventajas que estas poseen. En la industria farmacéutica, se ha encontrado la forma de controlar la dosificación de los antibióticos usando esta metodología para proteger los sistemas bioactivos, y manejar el tiempo de entrega y concentración de este. El Alginato y el Chitosan, son algunos de los biopolímeros de mayor uso para esta metodología, gracias a que no son tóxicos, y se puede dosificar repetidas veces sin ocasionar efectos adversos. En el caso de E. coli O157:H7, es un microorganismo de gran importancia, ya que causa grandes cifras de morbimortalidad al año, y no existe tratamiento específico para este. La estreptomicina, es un antibiótico que se ha usado en algunos cuadros para E. coli O157:H7, por lo que el objetivo de este proyecto es la inmovilización de estreptomicina en micropartículas poliméricas de Alginato-Chitosan para la inhibición de E. coli O157:H7. Se probaron distintas formulaciones de micropartículas, alterando la concentración de Alginato y CaCO3. Se utilizó SEM para la visualización de las micropartículas formuladas y se probó su actividad antimicrobiana mediante la técnica de microdilución. Se obtuvo un tamaño promedio de 0.5-5 μm de las micropartículas y se logró una CMI de 12.5μM de estreptomicina contra E. coli O157:H7, con la estreptomicina inmovilizada en las micropartículas. No se encontró actividad antimicrobiana por parte de las micropartículas de Alginato-Chitosan, por lo que la actividad de inhibición se le atribuye a la estreptomicina inmovilizada.

Currently, encapsulation is a method of great scientific importance due to its advantages. In the pharmaceutical industry, a way has been found to control the dosage of antibiotics using this methodology to protect bioactive systems, and manage the delivery time and concentration of this. Alginate and chitosan are some of the most widely used biopolymers for this methodology, thanks to the fact that they are not toxic, and can be dosed repeatedly without causing adverse effects. In the case of E. coli O157: H7, it is a microorganism of great importance, since it causes large numbers of morbidity and mortality per year, and there is no specific treatment for it. Streptomycin is an antibiotic that has been used in some cases for E. coli O157: H7, so the objective of this project is the immobilization of streptomycin in polymeric alginate-chitosan microparticles for the inhibition of E. coli O157: H7. Different microparticle formulations were tested, altering the concentration of alginate and CaCO3. SEM was used to visualize the formulated microparticles and their antimicrobial activity was tested using the microdilution technique. An average size of 0.5-5 μm of the microparticles was obtained and a MIC of 12.5 μM of streptomycin against E. coli O157: H7 was achieved, with streptomycin immobilized on the microparticles. No antimicrobial activity was found by the alginate-chitosan microparticles, so the inhibition activity is attributed to immobilized streptomycin.

Pregrado

Microbiólogo Industrial

1 ed.

Introducción .................................................................................................................................. 16 1. Planteamiento del Problema ........................................................................................... 18 2. Justificación .................................................................................................................... 20 3. Objetivos ......................................................................................................................... 22 3.1 Objetivo General ............................................................................................................. 22 3.2 Objetivos Específicos ..................................................................................................... 22 4. Pregunta de Investigación ............................................................................................... 23 5. Hipótesis ......................................................................................................................... 24 5.1 Hipótesis de Investigación .............................................................................................. 24 5.2 Hipótesis Nula ................................................................................................................ 24 5.3 Hipótesis Alterna ............................................................................................................ 24 6. Marco de Antecedentes ................................................................................................... 25 7. Marco Legal .................................................................................................................... 29 8. Marco Referencial .......................................................................................................... 30 8.1 Propiedades de los Biopolímeros .................................................................................... 30 8.2 Chitosan .......................................................................................................................... 31 8.2.1 Características Estructurales del Chitosan ...................................................................... 31 8.2.2 Características Físico-Químicas del Chitosan ................................................................ 32 8.2.3 Propiedades Funcionales del Chitosan ........................................................................... 32 8.3 Alginato .......................................................................................................................... 34 8.3.1 Estructura del Alginato ................................................................................................... 35 8.3.2 Características Físico-Químicas del Alginato ................................................................ 36 8.3.3 Propiedades del Alginato ................................................................................................ 36 8.4 Micropartículas Poliméricas ........................................................................................... 37 8.4.1 Clasificación de la Microencapsulación ......................................................................... 38 8.4.2 Métodos de Preparación de las Micropartículas ............................................................. 39 8.4.2.1 Gelificación Iónica. ......................................................................................................... 39 8.5 Encapsulación en Emulsión ............................................................................................ 41 8.6 Escherichia coli .............................................................................................................. 42 8.6.1 E. coli O157:H7 .............................................................................................................. 42 8.6.1.1 Síntomas E. coli O157:H7.. ............................................................................................ 42 9. Marco Metodológico ...................................................................................................... 44 9.1 Lugar de Realización ...................................................................................................... 44 9.2 Técnicas y Métodos ........................................................................................................ 44 9.2.1 Preparación de Soluciones .............................................................................................. 44 9.2.1.1 Solución de Alginato Sódico (Solución A) ..................................................................... 44 9.2.1.2 Solución de Chitosan (Solución B). ................................................................................ 44 9.2.1.3 Solución de Estreptomicina. ........................................................................................... 45 9.3 Preparación de Micropartículas Alginato-Chitosan ........................................................ 45 9.4 Inmovilización de Estreptomicina en las Micropartículas de Alginato- Chitosan ......... 46 9.5 Determinación de Porcentaje de Inmovilización ............................................................ 46 9.6 Caracterización de las Micropartículas ........................................................................... 47 9.7 Determinación de la Actividad Antimicrobiana ............................................................. 47 10. Resultados ....................................................................................................................... 48 11. Conclusión ...................................................................................................................... 58 Referencias Bibliográficas ............................................................................................................ 59