Síntesis de nanopartículas de plata con actividad antimicrobiana contra Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) aislados de ámbitos hospitalarios y comunitarios

Abstract

Antimicrobial resistance represents a major public health concern, particularly due to the prevalence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in hospital and community settings. In response to this challenge, the present study aimed to synthesize and characterize silver nanoparticles (AgNPs) using aqueous and ethanolic extracts of Justicia spicigera (muicle), as well as to evaluate their antimicrobial activity against MRSA strains. An experimental study was conducted using a green synthesis approach to produce AgNPs from plant extracts prepared with different amounts of dried leaves. The resulting formulations were characterized by ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, laser diffraction, scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Antimicrobial activity was evaluated through agar diffusion assays, minimum inhibitory concentration (MIC) determination, and bacterial growth kinetics over a 24-hour period. UV-Vis spectroscopy revealed absorption maxima at 418 and 420 nm for solutions B and C, respectively, consistent with AgNP formation. TEM analysis of solution B revealed predominantly spherical particles with a mean diameter of 26.30 ± 12.95 nm. Laser diffraction measurements showed particle size distributions exceeding the nanoscale, consistent with the presence of aggregates. In antimicrobial assays, solution C, synthesized using an ethanolic extract prepared from 10 g of dried leaves, exhibited notable inhibitory activity against different MRSA isolates, with MIC values ranging from 0.0625 to 0.25 mM. Bacterial growth kinetics demonstrated that solution B produced sustained growth inhibition in most strains, although differences in bacterial responses were observed depending on the microorganism and exposure time. In conclusion, Justicia spicigera extracts represent viable plant-derived precursors for the green synthesis of AgNPs with in vitro antimicrobial activity, whose effects depend on the formulation and the bacterial strain evaluated.

La resistencia antimicrobiana constituye un problema prioritario de salud pública, particularmente por la presencia de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) en ámbitos hospitalarios y comunitarios. Ante esta problemática, el presente estudio tuvo como objetivo sintetizar y caracterizar nanopartículas de plata (AgNPs) mediante extractos acuosos y etanólicos de Justicia spicigera (muicle), así como evaluar su actividad antimicrobiana frente a cepas de MRSA. Se desarrolló un estudio experimental mediante síntesis verde de AgNPs utilizando extractos vegetales preparados con diferentes cantidades de hojas deshidratadas. Las formulaciones obtenidas se caracterizaron mediante espectrofotometría UV-Visible, difracción láser, microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). La actividad antimicrobiana se evaluó mediante difusión en agar, determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI) y cinéticas de crecimiento bacteriano durante 24 horas. Los resultados de espectrofotometría UV-Visible mostraron máximos de absorción de 418 y 420 nm para las soluciones B y C, respectivamente, compatibles con la formación de AgNPs. Mediante TEM, la solución B presentó partículas predominantemente esféricas, con un diámetro promedio de 26.30 ± 12.95 nm. La difracción láser evidenció distribuciones de tamaño superiores a la escala nanométrica, compatibles con la presencia de agregados. En los ensayos antimicrobianos, la solución C, sintetizada con extracto etanólico preparado a partir de 10 g de hojas deshidratadas, destacó por su actividad inhibitoria frente a diferentes aislamientos de MRSA, con valores de CMI entre 0.0625 y 0.25 mM. Las cinéticas bacterianas evidenciaron que la solución B produjo una inhibición sostenida en la mayoría de las cepas, aunque se observaron diferencias en la respuesta según el microorganismo y el tiempo de exposición. Se concluye que los extractos de Justicia spicigera constituyen precursores vegetales viables para la síntesis de AgNPs con actividad antimicrobiana in vitro, cuyos efectos dependen de la formulación y de la cepa bacteriana evaluada.