Revista CENIC Ciencias Biológicas

Isolation and identification of a prodigiosin-like pigment producer Vibrio sp. isolate from a sea snail Thais sp

ABSTRACT Marine bacteria associated with Mediterranean Sea snails have not been explored intensively. The aim of the study was to explore marine pigmented bacteria associated with the sea snailThaissp. commonly found in Alexandria seashores where a red-pigmented bacterium was isolated and identified asVibriosp. based on phenotypic traits and 16S rRNA gene sequence analysis. Based on ultraviolet-visible (UV-vis) spectral and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis, the red pigment was identified as a prodigiosin-like pigment. To our knowledge, this is the first report on the isolation of aVibriostrain from a gastropod able to synthesize prodigiosin. Maximum production (7 mg/L) was achieved after two days in MZM cultures containing 0.5% mannitol and 2.5% soybean meal, pH 7 and statically incubated at 30 °C, using Plackett-Burman factorial design. RT-qPCR revealed thatpks-1 andnrpsresponsible for the biosynthesis of prodigiosin and other bioactive compounds were up-regulated by the addition of sublethal concentrations of imipenem, DMSO, and the heavy metals copper oxide and chromium VI oxide. Through this work it can be concluded that marine invertebrates should be further explored for bacteria producing bioactive compounds whose synthesis can be enhanced or blocked depending on the carbon and nitrogen sources adopted in the fermentation medium. Moreover, the mRNA expression of the genes responsible for prodigiosin-like pigment production can be up-regulated through adopting sub-lethal concentrations of stress inducing compounds as well as co-cultivation.

RESUMEN Las bacterias marinas asociadas con los caracoles del mar Mediterráneo no se han explorado intensamente. El objetivo del estudio fue explorar las bacterias pigmentadas marinas asociadas con el caracol de mar Thais sp. se encuentra comúnmente en las costas de Alejandría, donde se aisló una bacteria de pigmento rojo que se identificó como Vibrio sp. basado en rasgos fenotípicos y análisis de la secuencia del gen 16S rRNA. Sobre la base del análisis espectral ultravioleta-visible (UV-vis) y cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS), el pigmento rojo se identificó como un pigmento similar a la prodigiosina. Hasta donde sabemos, este es el primer informe sobre el aislamiento de una cepa de Vibrio de un gasterópodo capaz de sintetizar prodigiosina. La producción máxima (7 mg/L) se logró después de dos días en cultivos MZM que contenían 0,5 % de manitol y 2,5 % de harina de soya, pH 7 e incubados estáticamente a 30 °C, usando un diseño factorial de Plackett-Burman. RT-qPCR reveló que pks-1 y nrps responsables de la biosíntesis de prodigiosina y otros compuestos bioactivos estaban regulados al alza por la adición de concentraciones subletales de imipenem, DMSO y los metales pesados óxido de cobre y óxido de cromo VI. A través de este trabajo, se puede concluir que los invertebrados marinos deben explorarse más a fondo en busca de bacterias que produzcan compuestos bioactivos cuya síntesis se puede mejorar o bloquear según las fuentes de carbono y nitrógeno adoptadas en el medio de fermentación. Además, la expresión del ARNm de los genes responsables de la producción de pigmentos similares a la prodigiosina se puede regular mediante la adopción de concentraciones subletales de compuestos inductores de estrés, así como mediante el cultivo conjunto.

Quantification of superficial growth and the pigmentation of filamentous fungi by effect of oscillating magnetic field

ABSTRACT This work was to quantify the superficial growth and the pigmentation of filamentous fungi colonies by effect of an extremely low frequency oscillating magnetic field (OMF-ELF) depending on nutritional status of these microorganisms in two culture media. OMF-ELF of 2 mT by 60 Hz/200 V during 2 h (optimization of an experimental design) was applied at two filamentous fungi strains isolated from indoor environments: Aspergillus niger (hyaline mycelium seen under the optic microscope) and Cladosporium cladosporioides (pigmented mycelium), this latter strain was used as a negative control. The strains were inoculated in Petri dishes with Malt Extract Agar (MEA) and Czapek Dox Agar (CDA), incubated at 30ºC and photographs were taken every 4 hours for 10 days. The area (superficial growth) and color intensity (pigmentation) of these colonies were evaluated by digital images processing (DIP) using MatLab ®. The stimulating effect of OMF-ELF on the cellular metabolism of both fungal strains was demonstrated, with an increase of the superficial growth and a greater variation in pigmentation (indicative of sporulation by conidiogenesis) in CDA until reaching values of spores similar to when there are enough nutrients (MEA). The predictive mathematical model obtained by optimization of the experimental design to predict the growth of Aspergillus niger colony was validated with the algorithm implemented for the DIP. It was concluded that the OMF-ELF stimulated the metabolism of the studied fungal strains independently of the nutrients in the culture media and that the DIP is a precise technique to quantify the macroscopic phenomena that occur due to magnetobiological effects at the cellular level.

RESUMEN El objetivo de este trabajo fue cuantificar el crecimiento superficial y la pigmentación de las colonias de hongos filamentosos por efecto del campo magnético oscilante de frecuencia extremadamente baja (CMO-FEB) en función del estado nutricional de estos microorganismos en dos medios de cultivo. Se aplicó CMO-FEB de 2 mT a partir de 60 Hz/200 V durante 2 h (condiciones obtenidas por optimización de un diseño experimental) a dos cepas de hongos filamentosos aisladas de ambientes interiores: Aspergillus niger (hifas hialinas) y Cladosporium cladosporioides (hifas pigmentadas vistas bajo el microscopio), usada esta última especie como control negativo. Las cepas inoculadas en placas de Petri de 90 mm con Agar Extracto de Malta (AEM) y Agar Czapek Dox (ACD), se incubaron a 30ºC y se tomaron fotografías cada 4 horas por 10 días. Se evaluó el área (crecimiento superficial) y la intensidad del color (pigmentación) de estas colonias mediante procesamiento digital de las imágenes (PDI) empleando MatLab ®. Se demostró el efecto estimulante del CMO-FEB sobre el metabolismo celular de ambas cepas fúngicas, con un aumento del crecimiento superficial y una mayor variación de la pigmentación (indicativo de esporulación por conidiogénesis) en ACD hasta lograr valores superiores en la cantidad de esporas similares a cuando existen suficientes nutrientes (AEM). Con el algoritmo implementado para el PDI se validó el modelo matemático predictivo obtenido por optimización del diseño experimental para predecir el crecimiento de la colonia de Aspergillus niger. Se concluye que el CMO-FEB estimuló el metabolismo de las cepas fúngicas estudiadas independientemente de los nutrientes del medio de cultivo y que el PDI es una técnica precisa para cuantificar los fenómenos macroscópicos que ocurren por efectos magnetobiológicos a nivel celular.

Study of post commercialization of hyperbaric bupivacaine in patients undergoing surgery in the Institute Pedro Kouri

RESUMEN Los Anestésicos Locales (AL) de la familia monoamidas se han convertido en el grupo de mayor demanda durante la realización de procedimientos quirúrgicos debido a una menor incidencia de reacciones adversas en el metabolismo del ser humano. Dentro de este grupo se encuentra la bupivacaína. En Cuba, existe una nueva formulación de este fármaco con registro CECMED en el 2014, ahora con presentación hiperbárica, por lo que se realizó un estudio de post comercialización de tipo observacional descriptivo prospectivo, en las diferentes intervenciones quirúrgicas realizadas en el Instituto de Medicina Tropical Pedro Kourí (IPK) desde julio 2018 a febrero de 2019. La bupivacaína hiperbárica administrada por vía espinal subaracnoidea, fue utilizada como anestésico de elección en 21 de las intervenciones realizadas durante este período. El 71,4 % de los pacientes operados presentaron algún antecedente patológico, siendo los más frecuentes la hipertensión arterial, asma bronquial, diabetes mellitus y la infección por VIH. El 57,15% de los pacientes llevaban como tratamiento de base uno o dos medicamentos, el 9,5 % más de dos medicamentos y el 33 % no llevaban tratamiento alguno. La anestesia fue efectiva en 20 de las intervenciones realizadas y solo en un paciente no lo fue, resultado que pudiera estar relacionado con fallos en la técnica de administración (bajo volumen del fármaco y baja velocidad de administración del mismo), pero no con la calidad intrínseca del producto. Estos resultados demostraron que la bupivacaína hiperbárica de fabricación cubana, proporcionó una efectiva y segura analgesia quirúrgica en los pacientes estudiados.

ABSTRACT Local Anesthetics (LA) of the monoamide family have become the group of greatest demand during surgical procedures due to a lower incidence of adverse reactions in the metabolism of human beings. Bupivacaine belongs to this group. In Cuba, there is a new formulation of this drug register in CECMED at 2014, now with hyperbaric presentation, for which a prospective descriptive post commercialization study was carried out in the different surgical interventions performed at the Pedro Kourí Institute of Tropical Medicine (IPK) since July 2018 to February 2019. Hyperbaric bupivacaine administered via the spinal subarachnoid route was used as the anesthetic of choice in 21 of the interventions performed during this period. 71.4% of the operated patients presented some pathological history, the most frequent being arterial hypertension, bronchial asthma, diabetes mellitus and HIV infection, respectively. The 57.15% of the patients used one or two medications as their basic treatment, 9.5% more than two medications and 33% had no treatment at all. Anesthesia was effective in 20 of the interventions performed and it was not in only one patient, a result that could be related to failures in the administration technique (low volume of the drug and low speed of drug administration), but not with the quality intrinsic to the product. These results demonstrated that Cuban-made hyperbaric bupivacaine provided effective and safe surgical analgesia in studied patients.

Fundamental aspects of water quality monitoring: the almendares river as a case study

RESUMEN Los ecosistemas dulceacuícolas son importantes fuentes de agua dulce y recursos imprescindibles para el desarrollo de diferentes actividades económicas. El monitoreo de la calidad de agua de estos sistemas es importante para su preservación y para prevenir riesgos para la salud humana. El presente trabajo aborda los principales aspectos informados en la literatura (2012-2022) relacionados con el monitoreo de la calidad de las aguas en ecosistemas dulceacuícolas superficiales. Se analizan ejemplos de investigaciones realizadas en diferentes partes del mundo que ilustran los aspectos a tener en cuenta durante un monitoreo de calidad de agua, particularizando el caso del río Almendares (La Habana, Cuba), el cual ha sido evaluado por un periodo de más de 15 años.

ABSTRACT Freshwater ecosystems are important sources of freshwater and essential resources for the development of different economic activities. Monitoring the water quality of these systems is important for their preservation and to prevent risks to human health. The present work addresses the main aspects reported in the literature related to the monitoring of water quality in superficial freshwater ecosystems. Examples of research carried out in different parts of the world are analyzed, illustrating the aspects to be taken into account during water quality monitoring, particularly the case of the Almendares River (Havana, Cuba), which has been evaluated for a period of more than 15 years.

Heparin sodium 5000 IU/mL, detection of adverse events related to medication errors: spontaneous notifications

RESUMEN Los errores de medicación pueden ocurrir en cualquiera de las etapas de utilización de los medicamentos, existen posibilidades de prevenirlos con la participación y el esfuerzo de todos los implicados para lograr evitarlos. En Cuba, en el año 2018 se realizó la reformulación de Heparina sódica, como parte de la mejora continua de calidad. Al ser un producto nuevo en el mercado nacional, se justifica el presente trabajo. Evaluar el comportamiento de la Heparina sódica 5000 UI/mL, mediante la detección de eventos adversos relacionados con errores de medicación, a través de las notificaciones espontaneas, desde junio del 2018 hasta diciembre del 2021, en Cuba. Se realizó un estudio de tipo observacional, descriptivo y transversal de serie de casos por el método de evaluación de notificaciones espontaneas. Conforman el universo, todas las notificaciones de este producto, que aparecen en la base de datos nacional. Variables en estudios: secuencia temporal, antecedentes patológicos, prescripción médica, vía de administración, cantidad de dosis empleadas, personal que reporta la notificación, nivel de atención donde aparecieron estas, y región del país donde se manifestaron. Se notificaron 31 eventos adversos, que corresponden a pacientes con alguna reacción después de haber recibido tratamiento. La secuencia temporal y los antecedentes patológicos, facilitaron analizar el grado de asociación de la aparición de eventos adversos con la administración del medicamento. Los motivos de prescripción, vías de administración y dosis empleadas, cumplieron las indicaciones de este producto que aparecen en el resumen de las características del mismo. El mayor número de notificaciones se reportaron por médicos. El municipio de Santa Clara reportó el mayor número de casos 10 (32,25 %). En el tiempo objeto de estudio, no se detectaron eventos adversos relacionados con errores de medicación, lo que permite plantear que el uso de Heparina sódica 5000 UI/mL, no constituye un problema de salud pública.

ABSTRACT Medication errors can occur at any of the stages of use of medicines, there are possibilities to prevent them with the participation and effort of all those involved to avoid them. In Cuba, in 2018 the reformulation of heparin was carried out, as part of the continuous quality improvement. Being a new product in the national market, the present work is justified. To evaluate the behavior of Heparin sodium 5000 IU/mL, through the detection of adverse effects related to medication errors, through spontaneous notifications, from June 2018 to December 2021, in Cuba. An observational, descriptive and cross-sectional case series study was carried out using the method of evaluating spontaneous notifications. They make up the universe, all the notifications of this product, which appear in the national database. Variables in studies: temporal sequence, pathological history, medical prescription, route of administration, number of doses used, personnel reporting the notification, level of care where these appeared, and region of the country where they were manifested. 31 adverse reactions were reported, corresponding to patients with some reaction after receiving treatment. The temporal sequence and the pathological history facilitated the analysis of the degree of association of the appearance of adverse reactions with the administration of the drug. The reasons for prescription, routes of administration and doses used, complied with the indications of this product that appear in the summary of the characteristics of the same. The highest number of notifications were reported by physicians. Santa Clara reported the highest number of 10 cases (32,25%). At the time under study, no adverse effects related to medication errors were detected, which suggests that the use of Heparin sodium 5000 IU/mL does not constitute a public health problem.

General aspects about bioactive plants and covid-19

RESUMO Atualmente a infecção por SARS-CoV-2 (COVID-19) está em destaque entre as doenças humanas conhecidas, porque trouxe grandes problemas para a economia mundial e a vida social, devido ao aumento da taxa de mortalidade que era observada a cada dia. Diante da grande alta no número de pessoas infectadas, bem como, o custo dos medicamentos e/ou seus efeitos adversos, há uma urgência em desenvolver novas estratégias para buscar medicamentos antivirais acessíveis e eficazes. Diante do exposto vários estudos utilizam plantas medicinais e suas moléculas bioativas com propriedades antivirais, como possibilidade para desenvolver agentes terapêuticos contra a infecção por SARS-CoV-2. Assim, esta revisão faz um apanhado geral do que há na literatura relacionado a plantas medicinais antivirais, com possíveis evidências etnobotânicas em correlação com coronavírus. Conclui-se que esta revisão será útil para o leitor perceber que existe um caminho trilhado na área de química de Produtos Naturais focado em buscar meios terapêuticos alternativos e seguros contra a infecção por SARS-CoV-2.

ABSTRACT Currently, SARS-CoV-2 (COVID-19) infection is highlighted among the known human diseases, because it has brought great problems to the world economy and social life, due to the increase in the mortality rate that was observed every day. Given the large increase in the number of infected people, as well as the cost of drugs and/or their adverse effects, there is an urgency to develop new strategies to seek affordable and effective antiviral drugs. Given the above, several studies use medicinal plants and their bioactive molecules with antiviral properties, as a possibility to develop therapeutic agents against SARS-CoV-2 infection. Thus, this review makes an overview of what is in the literature related to antiviral medicinal plants, with possible ethnobotanical evidence in correlation with coronavirus. It is concluded that this review will be useful for the reader to realize that there is a path taken in the area of Natural Products chemistry focused on seeking alternative and safe therapeutic means against SARS-CoV-2 infection.

JULIEN-JOSEPH VIREY

ABSTRACT Jean-Joseph Virey (1775-1846) was a French physician and naturalist to whom we owe a systematic study of the relation between the color of a medicine and its action, the color of flowers and other parts of the plant as a distinguishing property, and the odors of different substances. The colors of vegetables indicated, in general, their dominant principles and could serve to establish the difference in medical matter. The odors of different natural substances, and particularly those of medicines, constituted an essential part of their properties. Odors acted upon the different systems of a body and operated on humans like medicines. Virey believed that the aphrodisiac dudaim of the Bible were an orchid, probably one of those from which the salep was prepared. Plants were able to experience impressions of excitability from light, heat, dry or humid air, electricity, and other surrounding agents. Vegetable and animal poisons usually operated on living organisms and according to the organization mode of the species upon which they acted; they could become food, medicine, or poison to the entities that absorbed them. The production of a gall was a clear manifestation of the irritability of the tissue of vegetables, analogous to the bite of the insect, which deposited an acrid and stimulating poison on the wound of an animal. Virey speculated on the effect of cold on organized organisms in general and on the wonderful art that nature appropriated these beings to the coldness of the poles or to the equatorial ardor, to assure their subsistence.

RESUMEN Jean-Joseph Virey (1775-1846) fue un médico y naturalista francés al que debemos un estudio sistemático de la relación entre el color de una medicina y su modo de acción, el color de las flores y otras partes de las plantas como una propiedad de identificación, y el olor de diferentes substancias. Los colores de los vegetales indicaban, en general, los principios dominantes y podían servir para establecer su acción médica Los olores de diferentes substancias naturales, particularmente las medicinales, constituían una parte esencial de sus propiedades. Los olores actuaban sobre los diferentes sistemas del cuerpo y operaban sobre los seres humanos como medicinas. Virey creía que el afrodisíaco dudaim de la Biblia era una orquídea, probablemente una de los cuales se preparaba el salep. Las plantas eran capaces de experimentar impresiones de excitabilidad de la luz, calor, aire seco o húmedo y otros agentes ambientales. Los venenos vegetales o animales operaban generalmente sobre organismos vivos de acuerdo su modo de organización; ellos podían ser alimento, medicina, o veneno para los entes que los absorbían. La producción de una agalla era una clara manifestación de la irritabilidad del tejido vegetal, análoga a la mordedura de un insecto que depositaba un veneno amargo e irritante en la herida de un animal. Virey especuló acerca del efecto del frío en los seres organizados en general y sobre los maravillosos medios que la naturaleza les comunicaba en los polos o en el ecuador para asegurar su sobrevivencia.

Solubilization of nickel and cobalt in lateritic overburden by Acidithiobacillus thiooxidans

RESUMEN El tratamiento de minerales de baja ley y de residuales sólidos mineros constituye un desafío para la comunidad científica, teniendo en cuenta el impacto negativo que tiene la acumulación de los mismos en los ecosistemas. En este sentido el empleo de microorganismos para la extracción de metales a partir de minerales oxidados ha ganado gran atención en los últimos años al constituir una estrategia más eficiente, económica y amigable con el medio ambiente. El siguiente trabajo tuvo como objetivo evaluar la solubilización de níquel y cobalto contenidos en escombros lateríticos mediante el empleo Acidithiobacillus thiooxidans. Se utilizó la cepa A. thiooxidans DSM 14887 y el escombro laterítico procedente del yacimiento laterítico de Moa (escombro de Camarioca norte Zona 12). Se evaluó la solubilización de Ni (II) y Co (II) en sistemas con diferentes concentraciones del mineral (5%, 10% y 20% p/v). Además, se evaluó el bioácido producido por la bacteria, como agente lixiviante en la recuperación de níquel y cobalto. En presencia de 5% (p/v) de densidad de pulpa del mineral se lograron los mayores porcentajes solubilización (71,4% de Co y 48,5% de Ni). En los cultivos se detectó un aumento en la concentración de Fe (II), indicativo de la solubilización reductiva del Fe (III) contenido en el mineral. Los porcentajes de extracción del cobalto y níquel disminuyeron al utilizar el bioácido bacteriano, lo que resalta la importancia de la bacteria en el proceso extractivo. El empleo de la cepa A. thiooxidans en la recuperación de metales constituye una alternativa promisoria para el tratamiento de los minerales oxidados de baja ley.

ABSTRACT The treatment of low-grade minerals and solid mining waste constitutes a challenge for the scientific community, because of the negative impact that their accumulation has on ecosystems. The use of microorganisms for the extraction of metals from oxidized minerals has gained great attention in recent years as it constitutes a more efficient, economical and environmentally friendly strategy. The aim of this research was to evaluate the solubilization of nickel and cobalt contained in lateritic overburden using Acidithiobacillus thiooxidans. The strain A. thiooxidans DSM 14887 and the lateritic overburden from the lateritic deposit of Moa (overbourden of Camarioca north Zone 12) were used. The solubilization of Ni (II) and Co (II) was evaluated in systems with different concentrations of the mineral (5%, 10% and 20% w/v). In addition, was evaluated the bioacid produced by the bacteria as a leaching agent in the recovery of nickel and cobalt. The highest solubilization percentages were achieved (71.4% Co and 48.5% Ni) by using 5% (w/v) of mineral pulp density. An increase in Fe (II) concentration was detected in the cultures, it indicative of the reductive solubilization of Fe (III) contained in the mineral. The extraction percentages of cobalt and nickel decreased when using the bacterial bioacid. The use of the A. thiooxidans strain in the recovery of metals constitutes a promising alternative for the treatment of low-grade oxidized minerals.

Mathieu Joseph Bonaventure Orfila Contribution to toxicology

ABSTRACT Mathieu Joseph Bonaventure Orfila (1787-1853) was a Spanish physician and scientist, naturalized French, considered by many to be the father of toxicology. He carried basic and practical studies on many theoretical and experimental aspects of physiology, toxicology, and forensic science, and developed appropriate detection methods for small quantities of the most common poisons (mercuric chloride, arsenic, phosphorus, morphine, and hydrogen cyanide), including the particular situation of corpses buried short or long times.

RESUMEN Mathieu Joseph Bonaventure Orfila (1787-1853) fue un médico y científico español, naturalizado francés, considerado como el padre de la toxicología. Llevó a cabo estudios prácticos sobre una variedad de aspectos teóricos y prácticos de fisiología, toxicología y ciencia forense. Desarrolló métodos analíticos de detección adecuados para cantidades pequeñas de los venenos más comunes (cloruro mercúrico, arsénico, fósforo, morfina, y ácido cianhídrico), incluyendo la situación particular de cadáveres enterrados por períodos cortos o largos.