Antimicrobial Activity of Most Abundant Marine Macroalgae of the Caribbean Coast of Costa Rica

Abstract

Marine ecosystems have a very large diversity of resources, most of them still partially unknown, and a few others exploited for development of new industrial and toxicological products. Seaweeds are directly exposed and are susceptible to ambient microorganisms such as bacteria, fungi and viruses. In this study, ethanolic and acetonic extracts of 13 marine algae belong to Rhodophyceae (Galaxaura marginata, Gelidiella acerosa, Corallina officinalis, Gracilaria cervicornis, Bryothamnion triquetrum, Laurencia obtusa, Laurencia papillosa), Phaeophyceae (Dictyota mertensii, Padina gymnospora, Sargassum polyceratium) and Chlorophyceae (Codium isthmocladum, Udotea flabellum, Caulerpa racemosa) from the Caribbean Coast of Costa Rica were tested in vitro for their antibacterial and antifungal activities against different types of bacteria: one Gram positive (Staphylococcus aureus) and two Gram negative (Erwinia carotovora and Escherichia coli); and one fungus (Geotrichum candidum) using disc diffusion method. Acetonic extracts of S. polyceratium showed inhibition against all microorganisms tested. The highest inhibition activity among all the acetonic extracts was shown for S. polyceratium against S. aureus. Furthermore, the acetonic extract from S. polyceratium has shown broader activity spectrum against the entire tested organism. On the other hand, the ethanolic extract of S. polyceratium, C. racemosa and G. cervicornis were active against S. aureus, however, no significant response was found against G. candidum, E. carotovora and E. coli, when the ethanolic extracts of other species were applied. Active metabolite of S. polyceratium extract was isolated by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and the molecular structure was preliminarily characterized through Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS), Infrared (IR), and Ultraviolet (UV) spectroscopy.

Los ecosistemas marinos tienen una gran diversidad de recursos, la mayoría de ellos todavía parcialmente desconocidos y algunos otros explotados para el desarrollo de nuevos productos industriales y toxicológicos. Las algas marinas están directamente expuestas y son susceptibles a los microorganismos ambientales como bacterias, hongos y virus. En este estudio, se utilizaron extractos etanólicos y acetónicos de 13 algas marinas pertenecientes a Rhodophyceae (Galaxaura marginata, Gelidiella acerosa, Corallina officinalis, Gracilaria cervicornis, Bryothamnion triquetrum, Laurencia obtusa, Laurencia papillosa), Phaeophyceae (Dictyota mertensii, Padina gymnospora, Sargassum polyceratium) y Chlorophyceae (Codium isthmocladum, Udotea flabellum, Caulerpa racemosa) de la Costa Caribe de Costa Rica fueron probadas in vitro por sus actividades antibacterianas y antifúngicas contra diferentes tipos de bacterias: una Gram positiva (Staphylococcus aureus) y dos Gram negativas (Erwinia carotovora y Escherichia coli); y un hongo (Geotrichum candidum) mediante el método de difusión en disco. Los extractos acetónicos de S. polyceratium mostraron inhibición contra todos los microorganismos probados. La mayor actividad inhibidora entre todos los extractos acetónicos se mostró para S. polyceratium contra S. aureus. Además, el extracto acetónico de S. polyceratium ha mostrado un espectro de actividad más amplio contra todo el organismo analizado. Por otro lado, el extracto etanólico de S. polyceratium, C. racemosa y G. cervicornis fueron activos contra S. aureus, sin embargo, no se encontró respuesta significativa contra G. candidum, E. carotovora y E. coli, cuando el extracto etanólico Se aplicaron extractos de otras especies. El metabolito activo del extracto de S. polyceratium se aisló mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) y la estructura molecular se caracterizó preliminarmente mediante espectrometría de masas por cromatografía de gases (GC-MS), espectroscopía infrarroja (IR) y ultravioleta (UV).