Artículo de Investigación

Acción antibacteriana del extracto de Vaccinium floribundum y Bacharis linearifolia frente a Escherichia coli

Antibacterial Activity of Vaccinium floribundum and Bacharis linearifolia Extracts against Escherichia coli

Jenny Rosalyn Huerta León¹ https://orcid.org/0000-0003-4744-7830
Gerson Córdova Serrano¹ https://orcid.org/0000-0002-5591-0322
Dolin Silva Mora¹ https://orcid.org/0009-0000-4774-9252
Jhonnel Williams Samaniego Joaquin¹* https://orcid.org/0000-0002-0033-7119
Javier Sánchez Siesquen¹ https://orcid.org/0000-0002-1848-0255

¹Universidad María Auxiliadora (UMA). Facultad de Farmacia y Bioquímica. Lima, Perú.

*Autor para la correspondencia. Correo electrónico: jhonnel.samaniego@uma.edu.pe

RESUMEN

Introducción: Las infecciones urinarias, cuya causa principal es la bacteria Escherichia coli, han mostrado una creciente resistencia a los tratamientos antibacterianos tradicionales. Ante esta problemática, se plantea el uso de compuestos naturales, como los presentes en Vaccinium floribundum (Mortiño) y Baccharis linearifolia (Sacha Thola), como alternativa terapéutica.
Objetivo: Evaluar la actividad antibacteriana de extractos hidroalcohólicos de Vaccinium floribundum y Baccharis linearifolia frente a Escherichia coli ATCC 25922.
Métodos: Se desarrolló un estudio experimental utilizando extractos hidroalcohólicos obtenidos de hojas y frutos de V. floribundum y de hojas de B. linearifolia. La actividad antibacteriana se determinó mediante el método de difusión en agar, con diferentes concentraciones. Los halos de inhibición fueron medidos y analizados estadísticamente mediante ANOVA.
Resultados: Ambos extractos mostraron actividad antibacteriana frente a Escherichia coli, con halos de inhibición entre 6,0 mm y 10,9 mm. Las concentraciones intermedias (2,5 %) generaron los mayores halos. No se observaron diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05) entre los tratamientos.
Conclusiones: Los extractos evaluados muestran un efecto inhibidor sobre Escherichia coli, especialmente a concentraciones intermedias. Se recomienda continuar con estudios para optimizar el proceso de extracción y evaluar su aplicación terapéutica.

Palabras clave: acción antibacteriana; baccharis; escherichia coli; extractos de plantas; plantas medicinales; vaccinium.

ABSTRACT

Introduction: Urinary tract infections, primarily caused by the bacterium Escherichia coli, have shown increasing resistance to traditional antibacterial treatments. Given this problem, the use of natural compounds, such as those found in Vaccinium floribundum (Mortiño) and Baccharis linearifolia (Sacha Thola), is proposed as a therapeutic alternative.
Objective: To evaluate the antibacterial activity of hydroalcoholic extracts of Vaccinium floribundum and Baccharis linearifolia against Escherichia coli ATCC 25922.
Methods: An experimental study was conducted using hydroalcoholic extracts obtained from the leaves and fruits of V. floribundum and the leaves of B. linearifolia. Antibacterial activity was determined using the agar diffusion method at different concentrations. Inhibition zones were measured and statistically analyzed using ANOVA.
Results: Both extracts showed antibacterial activity against Escherichia coli, with inhibition zones ranging from 6.0 mm to 10.9 mm. Intermediate concentrations (2.5%) generated the largest zones. No statistically significant differences (p > 0.05) were observed between treatments.
Conclusions: The extracts evaluated showed an inhibitory effect on Escherichia coli, especially at intermediate concentrations. Further studies are recommended to optimize the extraction process and evaluate its therapeutic application.

Keywords: antibacterial agents; baccharis; escherichia coli; medicinal plants; plant extracts; vaccinium.

Recibido: 17/04/2025
Aprobado: 08/08/2025

INTRODUCCIÓN

Las infecciones del tracto urinario (ITU) se encuentran entre las más frecuentes en todo el mundo y afectan principalmente a mujeres, niños y adultos mayores. En personas con comorbilidades como diabetes, inmunodeficiencias e insuficiencia renal, las ITU pueden ser potencialmente mortales.⁽¹⁾ Los principales agentes causantes son bacterias Gram negativas y Gram positivas, además de hongos como Candida spp. La bacteria más común en las ITU no complicadas es la Escherichia coli, seguida por Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus saprophyticus, Enterococcus faecalis, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus.⁽²⁾

En Perú, en 2016, se reportan 1143 casos de ITU causadas por Escherichia coli, que representan el 19 % de las infecciones comunitarias, lo que subraya la importancia epidemiológica de estas infecciones y su tratamiento.⁽³⁾ El tratamiento se basa en la etiología y la sensibilidad esperada de los uropatógenos, conforme a los esquemas de tratamiento empírico de las ITU en los centros de salud. Actualmente, se busca optimizar los resultados clínicos y garantizar terapias de bajo costo con menos reacciones adversas.⁽⁴⁾

La farmacorresistencia es un problema creciente relacionado con el uso indiscriminado de antimicrobianos, lo que favorece la diseminación de mecanismos de resistencia bacteriana. Por ello, la elección del antimicrobiano adecuado requiere constante actualización del personal de salud y vigilancia microbiológica. Las ITU causadas por E. coli productora de betalactamasa de espectro extendido (BLEE) tienen peores pronósticos clínicos y requieren mayor inversión para su tratamiento. El abandono terapéutico es una preocupación debido a la disminución de síntomas, olvido del tratamiento o aparición de reacciones adversas. La falta de información sobre resistencia microbiana también contribuye a la mala adherencia al tratamiento.⁽⁵⁾

En América Latina, la producción de BLEE tipo CTX-M es alta en E. coli (65,2 %), K. pneumoniae y P. mirabilis (45,5 %). La resistencia de E. coli a diferentes medicamentos es significativa: 61,2 % a Trimetoprim-Sulfametoxazol, 48,0 % a ciprofloxacina, 31,6 % a ceftazidima, y más del 30,0 % a gentamicina y ceftriaxona. Las UPEC aisladas de E. coli productoras de BLEE mostraron resistencias del 74,4 % a cefotaxima y 82,9 % a ciprofloxacina, con alta frecuencia de endotoxinas y el gen nanA, lo que facilita su diseminación al torrente sanguíneo.⁽⁶⁾

La Organización Panamericana de la Salud (OMS)⁽⁷⁾ define las plantas medicinales como aquellas que contienen sustancias terapéuticas, y en Perú, la medicina tradicional incluye el uso de aproximadamente 1408 especies vegetales. La fitoterapia es una de las terapias alternativas más utilizadas, y en Perú, el 30,1 % de la población utiliza plantas medicinales. Por ejemplo, Vaccinium floribundum Kunth (Mortiño) tiene potencial como coadyuvante en las ITU debido a su alto contenido de polifenoles.⁽⁸⁾

La Baccharis linearifolia (Lam.) Pers. es conocida por sus propiedades curativas. La evidencia disponible ha demostrado que sus flavonoides, glucósidos, terpenoides, lignanos y taninos tienen actividad antibacteriana. La investigación de nuevas estructuras farmoquímicas busca desarrollar medicamentos innovadores con menos efectos colaterales y mayor eficacia.⁽⁹⁾

Baccharis linearifolia pertenece a la familia Asteraceae, se distribuye en América desde Canadá hasta Tierra del Fuego. Esta planta tiene propiedades antimicrobianas y otros beneficios biológicos. Vaccinium floribundum, conocido como “Mortiño”, es una especie andina con frutos comestibles ricos en antioxidantes y vitaminas.⁽¹⁰⁾

Un estudio realizado por Santacruz S y González R,⁽¹¹⁾ demuestra que los extractos de Vaccinium floribundum y Passiflora mollissima presentan una inhibición significativa frente a Streptococcus mutans, comparable con la acción de la clorhexidina. También se ha estudiado el efecto antibacteriano de Vaccinium macrocarpon (arándano rojo americano) contra patógenos transmitidos por alimentos.⁽¹²⁾

En Brasil, aceites esenciales de Baccharis parvidentata han mostrado actividades antibacterianas y antifúngicas. Además, hongos endófitos aislados de Baccharis linearifolia y Echinopsis chiloensis demuestran actividad antifúngica contra Botrytis cinérea.⁽¹³⁾ El extracto etanólico de Tropaeolum tuberosum ("isaño") muestra efectos antibacterianos in vitro contra bacterias uropatógenas. ⁽¹⁴⁾

La relevancia de esta investigación radica en la necesidad de encontrar nuevas alternativas terapéuticas para combatir las infecciones urinarias, especialmente aquellas causadas por Escherichia coli, que han mostrado resistencia a los medicamentos utilizados en los tratamientos actuales.⁽¹⁵⁾ Con ese fin, se ha decidido estudiar 2 plantas altoandinas del Perú, Vaccinium floribundum (Mortiño) y Bacharis linearifolia (Sacha Thola), cuyas propiedades antibacterianas aún no han sido evaluadas en combinación, lo que podría revelar un sinergismo entre sus extractos hidroalcohólicos frente a Escherichia coli ATCC 25922.⁽¹⁶⁾

Si se confirman las propiedades antibacterianas que los pobladores de la región les atribuyen a estas plantas de manera tradicional, se pueden abrir puertas a futuras investigaciones para desarrollar nuevas moléculas con las que tratar las infecciones urinarias. Además, al ser recursos naturales que abundan en las zonas altoandinas, su uso puede dar lugar a tratamientos más accesibles y económicos para las poblaciones locales.

El objetivo principal de este estudio es evaluar la actividad antibacteriana de extractos hidroalcohólicos de Vaccinium floribundum y Baccharis linearifolia frente a Escherichia coli ATCC 25922

MÉTODOS

Este estudio se enmarca en un enfoque cuantitativo con diseño experimental multifactorial basado en el modelo Box-Behnken 3. Se manipulan las variables independientes, los extractos hidroalcohólicos de Vaccinium floribundum (Mortiño) y Bacharis linearifolia (Sacha Thola), bajo condiciones controladas, para estudiar sus efectos sobre la variable dependiente: La actividad antibacteriana frente a Escherichia coli ATCC 25922.⁽¹⁷⁾

La población incluyó 5 kg de hojas y frutos de Vaccinium floribundum y 5 kg de hojas de Bacharis linearifolia, recolectados en Yacus, Huánuco. La población biológica fue la cepa Escherichia coli ATCC 25922, adquirida en el laboratorio Genlab. Para los ensayos de actividad antibacteriana, se sembraron 5 placas Petri con la cepa mencionada, distribuidas en las condiciones experimentales establecidas.

La muestra botánica se seleccionó intencionalmente, y se aplicaron criterios de inclusión y exclusión. Se eligieron 2 kg de hojas y frutos de Vaccinium floribundum y 2 kg de hojas de Bacharis linearifolia. La muestra microbiológica consistió en cepas certificadas de Escherichia coli ATCC 25922 de Genlab (Perú). Para el ensayo se utilizaron extractos preparados en 4 concentraciones diferentes: 25 %, 50 %, 75 % y 100 %. Cada concentración fue aplicada en 10 placas Petri, con un total de 80 unidades utilizadas para la evaluación de la actividad antibacteriana mediante la técnica de difusión en agar.

Los criterios de inclusión para la muestra botánica incluyeron frutos y hojas en estado de maduración y saludables; para la muestra microbiológica, se seleccionaron cultivos recientes de Escherichia coli ATCC 25922 no contaminados.

Los criterios de exclusión descartaron frutos inmaduros o sin pedúnculos, hojas inmaduras o en mal estado, y cultivos microbiológicos no certificados o contaminados.

La variable independiente fueron los extractos hidroalcohólicos de Vaccinium floribundum y Bacharis linearifolia, obtenidos mediante maceración discontinua. La variable dependiente fue la actividad antibacteriana de estos extractos frente a Escherichia coli ATCC 25922, evaluada con el método de Kirby-Bauer.⁽¹⁸⁾

Técnica y plan de recolección de datos

La recolección de hojas y frutos de Vaccinium floribundum y Bacharis linearifolia se realizó en Huánuco, se siguieron con los criterios de inclusión y exclusión. Las muestras se almacenaron en un lugar fresco y seco para evitar alteraciones.⁽¹⁹⁾

Las especies fueron identificadas taxonómicamente y registradas en el Herbario Vargas de la Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco, con los códigos de referencia HV-32451 (V. floribundum) y HV-32452 (B. linearifolia), respectivamente, documentación que se adjunta como anexo probatorio.

Las muestras se desinfectaron con hipoclorito de sodio al 1 % y se sometieron a blanqueo mediante choque térmico en agua fría para prevenir la oxidación.⁽²⁰⁾

Después, se secaron a temperatura ambiente en estufa a 40 °C hasta alcanzar peso constante. A continuación, se prepararon extractos hidroalcohólicos por maceración durante 72 horas y se concentraron por evaporación a presión reducida.

Para los ensayos microbiológicos se prepararon extractos en concentraciones de 25 %, 50 %, 75 % y 100 %, las cuales fueron probadas mediante el método de difusión en agar. Cada concentración fue evaluada en 5 repeticiones independientes, utilizando placas Petri sembradas con la cepa Escherichia coli ATCC 25922.

Se determinó el porcentaje de humedad de las muestras, cuyos resultados se presentan en el capítulo de resultados.⁽²¹⁾

No se determinó la concentración mínima inhibitoria (CMI), dado que el objetivo del estudio fue identificar actividad antibacteriana preliminar como base para estudios posteriores que permitan un análisis cuantitativo más detallado.

El análisis organoléptico evaluó color, olor y sabor de las muestras. Se analizaron las características macroscópicas y microscópicas de las plantas.

La extracción hidroalcohólica se hizo por maceración con etanol al 70 % durante 3 días. Los extractos fueron filtrados, concentrados y evaporados en estufa. Se obtuvo un rendimiento de 0,017 kg de extracto de frutos de Vaccinium floribundum, 0,024 kg de hojas, y 0,034 kg de Bacharis linearifolia. ⁽²²⁾

En la marcha de solubilidad, los extractos se mezclaron con diferentes disolventes, se observó la formación de precipitados y colores.

La marcha fitoquímica identificó grupos funcionales mediante reacciones químicas, como los ensayos de Liberman-Bourchard para triterpenos y Shinoda para flavonoides.⁽²³⁾ Los resultados se detallan en el apartado correspondiente.

A partir del extracto seco obtenido, se agregó la solución hidroalcohólica, que se diluyó a diferentes concentraciones y combinaciones, según el diseño experimental cuadrático de Box-Behnken.⁽²⁴⁾

Luego, se activó la cepa de Escherichia coli ATCC 25922 en caldo Luria-Bertini. Para preparar el inóculo, se utilizaron 3 tubos de ensayo con 3 mL de caldo Luria-Bertini, se inocularon las cepas con un hisopo estéril y se mezcló hasta ajustar la turbidez a 0,5 en la escala de densidad óptica (1,0 x 10^8 UFC/mL).⁽²⁵⁾

Los medios de cultivo Mueller-Hinton se prepararon disolviendo 38 g de Agar Mueller-Hinton en 1000 mL de agua destilada, seguido de su esterilización en autoclave. Tras enfriar y solidificar a temperatura ambiente, se sembró el inóculo de Escherichia coli en el agar. Finalmente, se procedió a la interpretación de los resultados con los grupos experimentales

Procesamiento de datos

Los diámetros de los halos de inhibición se expresaron como media ± desviación estándar. Para el análisis estadístico, se utilizó el software IBM SPSS Statistics v25. Se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) de un factor para determinar las diferencias entre los tratamientos según la concentración y el tipo de extracto. Cuando se identificaron diferencias significativas (p < 0,05), se utilizó la prueba de Tukey como análisis pos hoc para la comparación múltiple de medias.

RESULTADOS

En la tabla 1 se muestran los análisis fitoquímicos realizados a los extractos hidroalcohólicos de Vaccinium floribundum y Bacharis linearifolia revelaron la presencia significativa de metabolitos secundarios como taninos y flavonoides en todas las muestras analizadas. Tanto en las hojas como en los frutos de Vaccinium floribundum, se evidenció la abundancia de flavonoides, mientras que los esteroides y saponinas se detectaron en cantidades moderadas en las hojas y frutos de la planta.

En el caso de Bacharis linearifolia, se observaron altos niveles de taninos, flavonoides y saponinas, lo que podría sugerir un potencial efecto antibacteriano. En el caso de Baccharis linearifolia, se observaron altos niveles de taninos, flavonoides y saponinas. No se detectó la presencia de alcaloides ni quinonas en los análisis fitoquímicos realizados.

En la tabla 2 se muestran los diámetros de los halos de inhibición obtenidos al aplicar diferentes concentraciones de extractos hidroalcohólicos de Vaccinium floribundum y Bacharis linearifolia frente a Escherichia coli ATCC 25922. Los diámetros más grandes se obtuvieron con concentraciones iguales de ambos extractos, lo que sugiere una posible sinergia.

En la tabla 3 se puede observar que las concentraciones elevadas de extracto de Bacharis linearifolia en combinación con Vaccinium floribundum generaron mayores diámetros de inhibición, lo que podría indicar un efecto aditivo en el control bacteriano.

La tabla 4 muestra que los diámetros de inhibición mayores, cercanos a 10 mm, se obtuvieron al usar las concentraciones más altas de ambos extractos. Sin embargo, las concentraciones bajas produjeron halos de inhibición constantes de 6 mm, lo que indica una respuesta limitada a estas concentraciones.

En la tabla 5 se observa el análisis de varianza (ANOVA) realizado sobre los datos de inhibición bacteriana. Ninguno de los factores presentó significancia estadística (p < 0,05), sin embargo, la planta 1 (hojas de Vaccinium floribundum) es el factor que se aproxima más a un efecto significativo en la inhibición bacteriana.

Los resultados de este estudio muestran que los extractos hidroalcohólicos de Vaccinium floribundum y Bacharis linearifolia tienen una actividad antibacteriana frente a Escherichia coli ATCC 25922, aunque esta no resultó estadísticamente significativa según el análisis ANOVA. Los halos de inhibición variaron entre 6,0 mm y 10,9 mm, observándose los mayores diámetros con concentraciones equilibradas de ambos extractos, lo que puede indicar una sinergia entre estas 2 especies.

Es relevante destacar que las concentraciones más bajas o intermedias (2,5 %) fueron las que produjeron una mayor actividad antimicrobiana. Este hallazgo sugiere que existe una relación no lineal entre la concentración del extracto y su eficacia antibacteriana, lo cual ha sido reportado previamente en extractos de Vaccinium sp., en la que las bajas concentraciones (0,01–0,5 mg/mL) mostraron mayor inhibición bacteriana comparado con dosis más elevadas, posiblemente por una mejor difusión en el medio o la ausencia de efectos antagonistas entre compuestos fenólicos a altas concentraciones.⁽²⁵⁾ Además, las combinaciones de extractos de Vaccinium floribundum y Baccharis linearifolia mostraron una tendencia favorable, lo que sugiere que ciertas proporciones específicas pueden generar sinergismo y potenciar el efecto antibacteriano.⁽²⁶⁾

Estos resultados contrastan con estudios previos, como el de Llivisaca S,⁽²⁷⁾ en el que el extracto al 5 % de Vaccinium floribundum produjo un halo de inhibición mucho mayor.⁽²⁸⁾ Esto puede deberse a variaciones en las técnicas de extracción, como la liofilización, que no se utilizó en este estudio, lo que pudiera haber afectado la concentración de los compuestos activos. Además, las diferencias en el entorno de recolección, como la altitud y el clima, podrían haber influido en la composición fitoquímica de las plantas y, por tanto, en su acción antimicrobiana.

El análisis estadístico mostró que ninguno de los factores presentó una significación estadística (p < 0,05), aunque la planta 1 (hojas de Vaccinium floribundum) fue la que mostró una mayor tendencia a inhibir el crecimiento bacteriano. A pesar de no haber alcanzado una significancia global, esta planta puede representar una opción prometedora para investigaciones futuras que optimicen su capacidad antibacteriana, especialmente cuando se combina con Bacharis linearifolia.

Los extractos hidroalcohólicos de ambas plantas muestran un potencial antibacteriano frente a Escherichia coli ATCC 25922, especialmente cuando se emplean concentraciones intermedias. La evaluación de nuevas técnicas de extracción, combinaciones y dosis podría aumentar su eficacia y contribuir al desarrollo de alternativas naturales para el control de las infecciones bacterianas.

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Conflictos de interés

Los autores declaran que no poseen conflicto de interés en el trabajo que se presenta.

Información financiera

Los autores declaran que no existió financiación para realizar esta investigación.

Contribuciones de los autores

Conceptualización: Dolin Silva Mora, Gerson Córdova Serrano, Jenny Huerta León, Jhonnel Samaniego Joaquin.
Curación de datos: Jenny Huerta León, Jhonnel Samaniego Joaquin.
Análisis Formal: Gerson Córdova Serrano, Dolin Silva Mora, Jenny Huerta León, Jhonnel Samaniego Joaquin.
Investigación: Gerson Córdova Serrano, Dolin Silva Mora, Jenny Huerta León, Javier Sánchez Siesquen, Jhonnel Samaniego Joaquin.
Metodología: Gerson Córdova Serrano, Jenny Huerta León.
Administración del proyecto: Jenny Huerta León.
Recursos materiales: Dolin Silva Mora.
Supervisión: Gerson Córdova Serrano.
Validación: Jhonnel Samaniego Joaquin, Javier Sánchez Siesquen.
Visualización: Jenny Huerta León, Jhonnel Samaniego Joaquin.
Redacción-borrador original: Gerson Córdova Serrano, Javier Sánchez Siesquen, Jenny Huerta León, Jhonnel Samaniego Joaquin.
Redacción-revisión y edición: Gerson Córdova Serrano, Javier Sánchez Siesquen, Jenny Huerta León, Jhonnel Samaniego Joaquin.

Disponibilidad de datos

Los datos del estudio son confidenciales, por lo que no pueden exponerse públicamente ni compartirse. Están almacenados en el repositorio de la Universidad María Auxiliadora y para acceder a ellos se requiere autorización de dicha universidad.