Relación entre el Ácido Cafeico y los antibióticos Ciprofloxacino y Kanamicina sobre el crecimiento de Escherichia coli

Abstract

Introducción: Escherichia coli es una bacteria gram-negativa que se transmite a través de aguas contaminadas, vectores (moscas) y alimentos contaminados. Para su tratamiento se utilizan antibióticos como Ciprofloxacino, mientras que la Kanamicina se utiliza como antibiótico de amplio espectro. Por otra parte, algunas plantas poseen sustancias bioactivas, como los compuestos fenólicos, a los cuales se les atribuyen propiedades antimicrobianas y efectos beneficiosos para la salud. Existe evidencia de que al relacionar polifenoles con antibióticos es posible observar tanto efectos sinérgicos como antagónicos en el crecimiento de algunas cepas bacterianas. El objetivo de esta investigación es determinar la relación entre el ácido cafeico, un polifenol hidroxicinámico, y los antibióticos ciprofloxacino y kanamicina sobre el crecimiento de Escherichia coli.

Materiales y métodos: Evaluamos la relación entre el ácido cafeico-ciprofloxacino y ácido cafeico-kanamicina contra la cepa E. coli ATCC 25922 con el método Checkerboard. Por otro lado, determinamos la Concentración Mínima Inhibitoria (MIC) de cada compuesto utilizando el método de microdilución seriada.

Resultados: La MIC para el ácido cafeico, Ciprofloxacino y Kanamicina fueron de 2 mg/ml, 0.25 ug/ml y 12.5 mg/ml, respectivamente. Sin embargo, cuando se relaciona el ácido cafeico con cada uno de los antibióticos, se observó un aumento en la IC50 de cada fármaco lo que indica una disminución de la acción antibacteriana y un efecto antagónico. Además, mediante el FIC index (indicador de sinergismo o antagonismo), también se determinó antagonismo y que el ácido cafeico en concentración de 1 mg/ml aumentó la MIC de Kanamicina y la MIC de Ciprofloxacino en 4 veces aproximadamente.

Conclusiones: El ácido cafeico y los antibióticos mostraron efecto antibacteriano al evaluarlos por separado. Sin embargo, al combinarlos, se observó un efecto antagónico. Probablemente, este efecto se deba por una competencia molecular entre los compuestos o por mecanismos de protección generados por la propia bacteria como expresión de bombas de eflujo o recodificación de rutas enzimáticas.

Introduction: Escherichia coli is a gram-negative bacterium that is transmitted through contaminated water, vectors (flies), and contaminated food. Antibiotics such as Ciprofloxacin are used for its treatment, while Kanamycin is used as a broad-spectrum antibiotic. On the other hand, some plants contain bioactive substances, such as phenolic compounds which are considered to have antimicrobial properties and beneficial health effects. There is evidence that when associating polyphenols with some antibiotics on bacterial strains, it is possible to observe both synergistic and antagonistic effects on cell growth. The aim of this research is to determine the relationship between caffeic acid, a hydroxycinnamic polyphenol, and the antibiotics ciprofloxacin and kanamycin on the growth of Escherichia coli.

Materials and methods: We evaluated the relationship between caffeic acid-ciprofloxacin and caffeic acid-kanamycin against E. coli ATCC 25922 strain with the Checkerboard method. On the other hand, we determined the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of each compound using the serial microdilution method.

Results: The MIC for caffeic acid, Ciprofloxacin, and Kanamycin were 2 mg/ml, 0.25 ug/ml, and 12.5 mg/ml, respectively. However, when caffeic acid is related to each of the antibiotics, an upward increase in the IC50 of each drug was observed, indicating a decrease in antibacterial action and as a result, an antagonistic effect. In addition, through the FIC index, antagonism was also determined, and that caffeic acid in a concentration of 1 mg/ml increased the MIC of Kanamycin and the MIC of Ciprofloxacin by approximately 4 times.

Conclusions: Caffeic acid and antibiotics showed antibacterial effects when evaluated individually. However, by combining these substances, an antagonistic effect was observed. This effect is probably due to molecular competition between the compounds or to resistance mechanisms induced in the bacteria itself, such as the expression of efflux pumps or the recoding of metabolic pathways.