Characterization of fatty acids and antimicrobial activity of the methanol extract of Holothuria princeps (Holothuriida: Holothuriidae)

Introduction: In recent decades, studies related to the search and characterization of bioactive molecules in marine organisms have increased exponentially, demonstrating the enormous wealth of secondary metabolites of diverse structural composition that cannot be found in organisms present in the terrestrial environment. A significant number of the new marine natural compounds discovered have contributed to solving some of the problems of humanity, mainly those related to human health. Objective: The purpose of this research is to evaluate the bactericidal and fungicidal activities of the methanolic extract of sea cucumber Holothuria princeps collect from the bay of Cispatá in the Colombian Caribbean, in addition to chemically identifying its fatty acids. Methods: A methanolic extraction was performed from the collected biological material, by the cold maceration method. The extract obtained was fractionated using chromatographic techniques and the fatty acids were obtained, which were derivatized and identified by means of gas chromatography in coupling with mass spectrometry. The antibacterial and antifungal activities of the methanolic extract of Holothuria princeps was performed through the microdilution method against reference strains and clinical isolates. Results: We found 16 fatty acids present in Holothuria princeps according to the analysis of their mass spectra. Antibacterial activity showed that Enterococcus faecalis was the most susceptible to the extract at low concentrations, while Pseudomonas aeruginosa was the highest at the higher concentrations. In antifungal treatment, the fungus with the highest inhibition was the clinical isolate of Candida albicans (blood sample). Conclusions: Taking into account previous studies in the genus Holothuria, it is considered that the environment plays a fundamental role in the presence and diversity of fatty acids. The evaluation of the antibacterial activity against reference strains of Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae and Enterococcus faecalis demonstrated the existence of a considerable effect in the reduction of bacterial growth by the extracts applied, mainly at low concentrations (less than 1 000 ppm). On the other hand, the antifungal activity against the reference strain of Candida albicans and the clinical isolates of Candida albicans (blood sample) and Candida krusei (catheter sample), the extract showed that the best results were presented at higher concentrations (above 1 500 ppm). Introducción: En las últimas décadas los estudios relacionados con la búsqueda y caracterización de moléculas bioactivas en organismos marinos han aumentado de una manera exponencial, lo que demuestra la enorme riqueza de metabolitos secundarios de diversa composición estructural que no pueden ser encontrados en organismos presentes en el medio terrestre. Estas nuevas moléculas halladas poseen numerosas actividades biológicas que ayudan a resolver muchos problemas que ha tenido el hombre a lo largo de su existencia, lo que las convierte en productos de gran importancia para la humanidad. Objetivo: El propósito de este estudio es la identificación de los ácidos grasos presentes en el pepino de mar Holothuria princeps recolectado en costas del Caribe colombiano, además del análisis de las actividades antibacterianas y antifúngicas de su extracto metanólico frente a cepas de referencia y aislados clínicos. Métodos: Del material biológico recolectado se realizó una extracción metanólica usando el método de maceración en frío. El extracto obtenido se fraccionó usando cromatografía en columna y se lograron obtener los ácidos grasos, los cuales fueron derivatizados e identificados por medio de cromatografía de gases en acople con espectrometría de masas. La actividad antibacteriana y antifúngica del extracto metanólico de Holothuria princeps se realizó a través del método de microdilución. Resultados: Los resultados arrojaron la identificación de 16 ácidos grasos presentes en Holothuria princeps de acuerdo con el análisis de sus espectros de masas. La actividad antibacteriana mostró que Enterococcus faecalis fue la bacteria más susceptible al efecto del extracto a bajas concentraciones, mientras que a las más altas lo fue Pseudomonas aeruginosa. A nivel general en el tratamiento antifúngico, el hongo que presentó una mayor inhibición fue el aislado clínico de Candida albicans (muestra de sangre). Conclusiones: Teniendo en cuenta estudios previos en organismos del mismo género, se puede considerar en cuanto a los ácidos grasos identificados, que el entorno juega un papel fundamental en la presencia y composición de estos compuestos. La evaluación de la actividad antibacteriana contra cepas de referencia de Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae y Enterococcus faecalis, demostró la existencia de un efecto considerable en la reducción del crecimiento bacteriano por parte de los extractos utilizados, principalmente a bajas concentraciones (menos de 1 000 ppm). En cuanto a la actividad antifúngica frente a la cepa de referencia de Candida albicans y a los aislados clínicos de Candida albicans (muestra de sangre) y Candida krusei (muestra de catéter), el extracto mostró que los mejores resultados se presentaron concentraciones por encima de 1 500 ppm.