Adherencia de Nocardia brasiliensis en Plásticos PET (Tereftalato de polietileno)

Abstract

Actinomycetes are Gram-positive, filamentous bacteria that are partially acid-alcohol resistant, commonly found in tropical and subtropical soils. They play an important role in the degradation of organic matter and are the causative agents of actinomycetoma, a chronic and inflammatory skin infection that produces nodules, abscesses, fistulas, and subcutaneous grains. This infection is primarily caused by Nocardia brasiliensis (78%) and Actinomadura madurae (22%), which enter the body through wounds caused by objects contaminated with soil. It most commonly affects individuals exposed to trauma in rural areas. On the other hand, contamination of soil by PET plastics has increased globally due to the widespread use of disposable products. It is estimated that millions of tons of these wastes accumulate in ecosystems, including soils. These plastics, being hydrophobic and rough, promote microbial adhesion and biofilm formation—protective structures formed by microorganisms surrounded by exopolysaccharides (EPS). These biofilms facilitate bacterial survival under adverse environmental conditions. In particular, N. brasiliensis has shown the ability to adhere to and form biofilms on surfaces such as acetates and medical devices, which presents a clinical risk due to its ease of colonization and persistence on hydrophobic materials. Therefore, in this project, adhesion, filamentous growth, and exopolysaccharide production by N. brasiliensis on different PET plastics (1 and 6) were observed using fixed microcultures on BHI and Czapek agar at time points of 2, 4, 8, 16, and 30 days post-inoculation. For each time point, Gram staining was performed on the PET plastics to determine adhesion, colony growth, and filamentous formation, as well as periodic acid-Schiff (PAS) staining to observe the presence of exopolysaccharide produced by the actinomycete on the colonies adhered to the plastics. The adhesion of N. brasiliensis to each plastic was characterized, showing colonies with filamentous formation and an increase in size over time, as well as exopolysaccharide production on the colonies, with production increasing as time progressed. These observations were made in both complex medium (BHI) and minimal medium (Czapek), indicating the microorganisms behavior under environmental conditions exemplified by the nutrient content of Czapek medium and those found in the dermis, exemplified by the nutrient composition of BHI medium.

Los actinomicetos son bacterias Gram positivas, filamentosas y parcialmente ácido-alcohol resistentes, comúnmente encontradas en suelos tropicales y subtropicales. Desempeñan un papel importante en la degradación de materia orgánica y es el agente causal del actinomicetoma, una infección crónica e inflamatoria de la piel que produce nódulos, abscesos, fístulas y granos subcutáneos. Esta infección es causada principalmente por Nocardia brasiliensis (78%) y Actinomadura madurae (22%), ingresan al cuerpo a través de heridas por objetos contaminados con tierra. Afecta comúnmente a personas expuestas a traumatismos en zonas rurales. Por otro lado, la contaminación del suelo por plásticos PET ha aumentado globalmente, debido al uso extensivo de productos desechables. Se estima que millones de toneladas de estos residuos se acumulan en ecosistemas, incluidos los suelos. Estos plásticos, al ser hidrófobos y rugosos, favorecen la adhesión microbiana y formación de biopelículas, estructuras protectoras formadas por microorganismos rodeados de exopolisacárido (EPS). Estas biopelículas facilitan la supervivencia bacteriana ante condiciones ambientales adversas. En particular, N. brasiliensis ha mostrado capacidad para adherirse y formar biopelículas en superficies como acetatos, dispositivos médicos, entre otros, lo que representa un riesgo clínico por su facilidad de colonización y persistencia en materiales hidrofóbicos. Por lo tanto, en el presente proyecto se observó la adherencia, crecimiento filamentoso y producción de exopolisacárido por N. brasiliensis, sobre diferentes plásticos PET (1 y 6), por medio de microcultivo fijo en gelosa BHI y Czapek, a los tiempos de 2, 4, 8, 16 y 30 días post-inoculación. Para cada tiempo de llevó a cabo la tinción de Gram sobre los plásticos PET para determinar la adherencia, crecimiento de las colonias y conformación filamentosa, así como la tinción de ácido peryódico de Schiff (PAS), para observar la presencia del exopolisacárido autoproducido por el actinomiceto sobre las colonias adheridas en los plásticos. Se pudo caracterizar la adherencia de N. brasiliensis, en cada uno de los plásticos, presentando colonias con conformación filamentosa y aumento de tamaño con el transcurso del tiempo, así como producción de exopolisacárido sobre las colonias, aumentando la producción con el transcurso de los días, estas observaciones se dieron tanto en medio de cultivo complejo (BHI), como en medio de cultivo mínimo (Czapek), lo cual indica el comportamiento del microorganismo en condiciones ambientales ejemplificados por el contenido de nutrientes del medio de cultivo Czapek y las presentes en la dermis ejemplificadas la composición de nutrientes del medio de cultivo nutritivo BHI.