Antifouling activity of marine bacterial extracts: A non-toxic alternative as biocide

• Autores: Erika Guadalupe Rico-Virgen, Ismael Ortiz-Aguirre, Claire Hellio, Carlos Rangel Dávalos, Anahí Escobedo-Fregoso, Francisco Omar López Fuerte, María Concepción Lora-Vilchis, Ruth N. Aguila Ramírez
• Localización: Revista de biología marina y oceanografía, ISSN 0718-1957, ISSN-e 0717-3326, Vol. 59, Nº. 1, 2024, págs. 39-50
• Idioma: inglés
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    Resumen El bioincrustamiento es generado por un acondicionamiento bioquímico del sustrato para formar comunidades complejas; esto podría tener un impacto negativo a nivel ecológico e industrial. Para inhibir este proceso se utilizan recubrimientos a base de metales pesados. Los microorganismos son fuentes prometedoras de compuestos antiincrustantes que no son tóxicos o son menos tóxicos que los productos químicos comerciales que se utilizan en la actualidad. Para evaluar la eficacia antiincrustante de los extractos bacterianos, se obtuvieron siete extractos crudos de cultivos de bacterias aisladas de organismos marinos. Se sometieron a una prueba de toxicidad con nauplios de Artemia, a diferentes concentraciones. Los extractos no tóxicos se incorporaron a un agente gelificante (Phytagel™) y se expusieron al mar durante 30 días para evaluar la inhibición en la adhesión de diatomeas y macroorganismos. Se identificaron 67 taxones de diatomeas, pertenecientes a 45 géneros, además se identificaron cuatro grupos de macroorganismos no fotosintéticos; estos son ascidias, balanos, briozoos y poliquetos. La prueba de toxicidad mostró que solo el extracto de Bacillus safensis (C2) era tóxico y se excluyó de las pruebas posteriores. Existen diferencias significativas entre los tratamientos, los extractos con mejor actividad son los de Shewanella algae (18) y Staphylococcus aureus (28). Estos extractos contienen diferentes compuestos orgánicos como saponinas, terpenos, esteroles y proteínas, los cuales podrían ser responsables de su actividad. Con estos resultados se concluye que los microorganismos son una alternativa eficaz para sustituir las sustancias químicas nocivas para la biota que actualmente se utilizan en los recubrimientos, ya que los extractos, además de ser menos tóxicos, son potenciales inhibidores o letárgicos del proceso de colonización epibiótica.

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    Abstract Biofouling is generated by the biochemical condition of the substrate to form complex communities; this could be negative at an ecological and industrial level. To inhibit this process, coatings based on heavy metals are used. Microorganisms are promising sources of antifouling compounds that are non-toxic or less toxic than the commercial chemicals in use today. In order to evaluate the antifouling effectiveness of bacterial extracts, seven crude extracts from cultures of bacteria isolated from marine organisms were obtained. They were subjected to a toxicity test with Artemia nauplii, at different concentrations. Non-toxic extracts were incorporated into a gelling agent (Phytagel™) and exposed to the sea for 30 days to evaluate the inhibition of diatoms and macroorganisms adhesion. Sixty-seven diatoms’ taxa were identified, belonging to 45 genera, besides four groups of non-photosynthetic macroorganisms were identified; these are sea squirts, barnacles, bryozoans, and polychaetes. Toxicity test showed that only Bacillus safensis (C2) extract was toxic, and it was excluded from subsequent tests. There are significant differences between treatments, the extracts with the best activity are Shewanella algae (18) and Staphylococcus aureus (28). These extracts contain different organic compounds such as saponins, terpenes, sterols, and proteins, which could be responsible for their activity. These results suggest that microorganisms are an effective alternative to replace harmful chemical substances currently used in antifouling coatings. The extracts, being less toxic, are potential inhibitors or retardants of the epibiotic colonization process.