Efecto antibacteriano del extracto etanólico de la corteza de Bertholletia excelsa (castaña) sobre Staphylococcus aureus

Artículo de Investigación

Efecto antibacteriano del extracto etanólico de la corteza de Bertholletia excelsa (castaña) sobre Staphylococcus aureus

Antibacterial effect of the hydroalcoholic extract of Bertholletia excelsa (chestnut) bark on Staphylococcus aureus

Héctor Alexander Vilchez-Cáceda¹ https://orcid.org/0000-0001-7094-0821
Jesús Edson Trejo-Levy¹ https://orcid.org/0000-0002-6297-6346
Ketty Rojas-Berastein² https://orcid.org/0000-0001-8521-5737
Carolina Mayo Takahashi-Ferrer³ https://orcid.org/0000-0002-9441-0056
Juan Carlos Benites-Azabache³ https://orcid.org/0000-0003-0228-4994

¹Universidad Autónoma del Perú. Lima, Perú.
²Universidad Inca Garcilaso de la Vega. Lima, Perú.
³Universidad Norbert Wiener. Lima, Perú.

*Autor para la correspondencia. Correo electrónico: hvilchez@autonoma.edu.pe

RESUMEN

Introducción: Bertholletia excelsa Bonpl. posee principios activos que pueden afectar el crecimiento de Staphylococcus aureus, principal agente que provoca infecciones cutáneas.
Objetivos: Evaluar el efecto antibacteriano del extracto etanólico de la corteza de Bertholletia excelsa sobre Staphylococcus aureus.
Métodos: Estudio experimental, in vitro y comparativo. Se efectuó el análisis fitoquímico inicial del extracto. Se utilizaron 48 placas de agar Müller-Hinton (Merck^®), repartidas en 6 grupos (n= 8): grupo I (agua destilada), grupo II (alcohol etílico al 96 %), grupo III (clindamicina 2 µg), grupo IV (Bertholletia excelsa al 25 %), grupo V (Bertholletia excelsa al 50 %) y grupo VI (Bertholletia excelsa al 75 %). Se utilizó el método de difusión en disco descrito por Bauer y Kirby; la bacteria usada fue Staphylococcus aureus ATCC 25923 y las mediciones de las zonas de inhibición se realizaron a las 24 horas, para indicar efecto antibacteriano.
Resultados: En el tamizaje fitoquímico se detectaron taninos, compuestos fenólicos, saponinas y alcaloides. Se comprobó el efecto antibacteriano del grupo VI (Bertholletia excelsa al 75 %) con 20,266 ± 0,0647 mm (99,17 %), comparable con clindamicina 2 ug (grupo III) 20,434 ± 0,0448 mm (100 %) sobre Staphylococcus aureus.
Conclusiones: El extracto etanólico de Bertholletia excelsa Bonpl. al 75 % presenta efecto antibacteriano in vitro sobre Staphylococcus aureus ATCC 25923 con valores semejantes a clindamicina 2 ug.

Palabras clave: agente antibacteriano; Bertholletia; clindamicina; piel; Staphylococcus aureus.

ABSTRACT

Introduction: Bertholletia excelsa Bonpl. contains active ingredients that can affect the growth of Staphylococcus aureus, the main agent that causes skin infections.
Objectives: To evaluate the antibacterial effect of the ethanolic extract of Bertholletia excelsa bark on Staphylococcus aureus.
Methods: Experimental, in vitro, and comparative study. An initial phytochemical analysis of the extract was performed. Forty-eight Müller-Hinton agar plates (Merck^®) were used, divided into six groups (n = 8): group I (distilled water), group II (96% ethyl alcohol), group III (2 µg clindamycin), group IV (25% Bertholletia excelsa), group V (50% Bertholletia excelsa), and group VI (75% Bertholletia excelsa). The disk diffusion method described by Bauer and Kirby was used; the bacteria used was Staphylococcus aureus ATCC 25923, and inhibition zone measurements were made after 24 hours to indicate the antibacterial effect.
Results: Phytochemical screening revealed tannins, phenolic compounds, saponins, and alkaloids. The antibacterial effect of group VI (Bertholletia excelsa 75%) was confirmed with 20.266 ± 0.0647 mm (99.17%), comparable to clindamycin 2 µg (group III) 20.434 ± 0.0448 mm (100%) on Staphylococcus aureus.
Conclusions: The 75% ethanolic extract of Bertholletia excelsa Bonpl. exhibits an antibacterial effect in vitro against Staphylococcus aureus ATCC 25923, with levels similar to clindamycin 2 μg.

Keywords: anti-bacterial agents; Bertholletia; clindamycin; skin; Staphylococcus aureus.

Recibido: 02/08/2025
Aprobado: 12/11/2025

INTRODUCCIÓN

Las infecciones bacterianas representan una de las principales causas de morbilidad en todo el mundo, y dentro de ellas, las provocadas por bacterias grampositivas tienen particular relevancia clínica.⁽¹⁾ Staphylococcus aureus es un patógeno oportunista, capaz de causar, desde infecciones cutáneas leves, hasta enfermedades graves como endocarditis y sepsis.⁽¹⁾ Su capacidad para adaptarse al ser humano, formar biopelículas y adquirir resistencia a múltiples antibióticos, lo ha convertido en una amenaza crítica para la salud pública.⁽²⁾

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS),^(3,4) esta especie es un patógeno prioritario a nivel global, por su alta mortalidad y su propagación, con una prevalencia creciente de cepas resistentes. En EE. UU.,⁽⁵⁾ los costos anuales derivados del tratamiento de infecciones por este patógeno superan los 13 mil millones de dólares. Asimismo, un estudio realizado en el Hospital Nacional “Cayetano Heredia”, de Lima,⁽⁶⁾ reportó que el 14,8 % de los aislamientos de esta especie provenían de muestras de piel y entre ellos se observó una alta tasa de resistencia a meticilina, del 46,1 %. Además, estas cepas mostraron alta corresistencia a clindamicina, superior al 75 %.⁽⁶⁾

Perú es un país megadiverso, que alberga gran variedad de especies vegetales, entre las que destacan numerosas plantas medicinales de uso tradicional en la Amazonía.^(7,8) Estas especies han sido utilizadas desde tiempos ancestrales para tratar diversas enfermedades, incluidas infecciones cutáneas.⁽⁸⁾ Del mismo modo, trabajos previos evidencian que ciertos metabolitos secundarios, aislados de plantas nativas, presentan actividad antibacteriana a través de distintos mecanismos de acción.^(8,9,10)

Existen diversas soluciones antibacterianas de uso tópico para tratar infecciones cutáneas.⁽¹¹⁾ Un ejemplo es la clindamicina, que pertenece al grupo de las lincosamidas, que inhiben la síntesis proteica uniéndose a la subunidad 50S del ribosoma.⁽¹¹⁾ No obstante, diferentes estudios^(12,13) reportan que el uso prolongado puede provocar irritación, descamación local, ardor, etc. Por esta razón se requiere promover investigaciones que se centren en la búsqueda de nuevas alternativas naturales.

Bertholletia excelsa Bonpl., conocida de manera habitual como castaña o nuez del Brasil, es una especie nativa de la Amazonía sudamericana, perteneciente a la familia Lecythidaceae.⁽¹⁴⁾ Si bien su semilla es ampliamente reconocida por su alto valor nutricional y contenido en selenio, estudios recientes han empezado a explorar el potencial farmacológico de otras partes de la planta, como la corteza.^(14,15,16) Por su contenido de flavonoides, taninos, compuestos fenólicos y saponinas^(14,15,17) se le atribuyen diversas propiedades medicinales. Además, Luza J y otros,⁽¹⁸⁾ han demostrado que la resina de la corteza presenta efecto antibacteriano frente a Staphylococcus epidermidis ATCC 14990.

Se realiza esta investigación con el objetivo de evaluar el efecto antibacteriano del extracto etanólico de la corteza de Bertholletia excelsa sobre Staphylococcus aureus.

MÉTODOS

Diseño

Se desarrolló un estudio experimental, in vitro y comparativo, en el laboratorio de biología celular y microbiología de la Universidad Autónoma del Perú, entre abril y noviembre del 2024.

Material vegetal

La recolección de la especie fue aleatorizada en el centro poblado Mayor Alerta, ubicado en el distrito de Tahuamanu, provincia de Tahuamanu, departamento de Madre de Dios. A 121 km al norte de Puerto Maldonado, a 320 metros sobre el nivel del mar (m.s.n.m.). La clasificación del espécimen se realizó por un especialista en identificación taxonómica de especies de flora silvestre del Servicio Nacional Forestal y de Fauna Silvestre, Lima, Perú, expediente N° 015-WFC-2024.

Variables

La variable independiente fue la concentración del extracto etanólico de la corteza de Bertholletia excelsa Bonpl; la concentración empleada corresponde al 25 %, 50 % y 75 %. La variable dependiente fue el efecto antibacteriano sobre Staphylococcus aureus (ATCC 25923).

Procedimientos

Las cortezas se limpiaron y lavaron con agua destilada estéril, se escogieron y los investigadores se cercioraron de que no hubieran signos visibles de daño mecánico, enfermedades o infestación por plagas y fueran de color uniforme.^(7,9) Las cortezas se dividieron en porciones pequeñas, con un cuchillo de acero inoxidable; se prosiguió con el secado a 40 °C ± 2 °C por 200 horas; después se redujo a polvo con un molino de acero quirúrgico.⁽⁷⁾ El extracto se obtuvo mediante la técnica de maceración en 5600 mL de alcohol etílico al 96 % y 700 g de muestra, por 10 días, con movimientos cada 12 h;⁽⁹⁾ luego se filtró con papel Whatman Nº 40 y se llevó a 40 °C ± 2 ºC en horno (Memmert^®), hasta agotar el alcohol y lograr un peso constante; de esta manera se alcanzó 186 g de extracto seco. Después se elaboraron disoluciones con alcohol etílico al 96 %, hasta alcanzar concentraciones de 25 %, 50 % y 75 %.⁽¹⁸⁾

Los metabolitos secundarios se identificaron mediante tamizaje fitoquímico preliminar, a través de reacciones químicas de color o precipitación, como Dragendorff (alcaloides), espuma (saponinas), Rosenheim (antocianinas), tricloruro férrico (compuestos fenólicos), ninhidrina (aminoácidos libres), Lieberman-Burchard (triterpenoides y esteroides), Bornträger (quinonas), gelatina con sal (taninos), Baljet y Legal (lactonas sesquiterpénicas) y Shinoda (flavonoides).^(7,9)

La activación del Staphylococcus aureus ATCC 25923 se realizó según las recomendaciones de Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI).⁽¹⁰⁾ Se efectuó la siembra por estrías sobre agar Müller-Hinton (Merck^®) con el fin de obtener colonias aisladas; luego se trasladó el cultivo sembrado a un equipo de incubación (Memmert^®) a 36,5 °C por 24 horas.⁽⁹⁾ La preparación y normalización del inóculo se llevó a cabo conforme al procedimiento descrito por Vilchez H y otros.⁽¹⁰⁾

El estudio in vitro se llevó a cabo en el laboratorio de biología celular y microbiología, se cumplieron de manera rigurosa los lineamientos de bioseguridad.⁽⁷⁾ Se emplearon placas de Petri con agar Müller-Hinton los cuales se prepararon con anterioridad, según Merck^®.⁽¹⁰⁾

Se realizaron 48 siembras y se dividieron en 6 grupos de n= 8 placas, con el uso de hisopos asépticos que se sumergieron en los inóculos normalizados.⁽⁹⁾ La siembra se ejecutó de manera uniforme y paralela sobre toda la superficie del agar; se rotó la placa 60° en dos ocasiones consecutivas, para asegurar una distribución homogénea del inóculo. Se dejó reposar por 10 minutos antes de colocar los discos.⁽¹⁰⁾

Se prepararon discos de papel filtro Whatman N° 3, estériles, de 6 mm de diámetro, los cuales se colocaron en los cultivos mediante una pinza quirúrgica a 15 mm de los márgenes de las placas;⁽⁹⁾ se colocaron de manera cuidadosa sobre la superficie del agar para favorecer una adecuada adherencia; se repartieron 4 discos por medio.

Antes, los discos se impregnaron con 30 uL de los extractos en evaluación, equivalentes a 7,5 mg, 15 mg y 22,5 mg, correspondientes a concentraciones del 25 %, 50 % y 75 %, en el orden dado, y una vez secos, el estudio se realizó en condiciones asépticas.⁽¹⁸⁾ Las siembras se dividieron en grupos:

Grupo I: discos con agua destilada.
Grupo II: discos con alcohol etílico al 96 %.
Grupo III: discos con clindamicina 2 ug.
Grupo IV: discos con extracto de Bertholletia excelsa al 25 %.
Grupo V: discos con extracto de Bertholletia excelsa al 50 %.
Grupo VI: discos con extracto de Bertholletia excelsa al 75 %.

Luego, los medios con los discos se incubaron en posición invertida a 37 °C por 24 h en un equipo (Memmert^®).⁽⁷⁾ Finalizada la incubación, las áreas de ausencia de crecimiento bacteriano alrededor de los discos se interpretaron como zonas de inhibición y se cuantificaron mediante un calibrador Vernier marca Truper.⁽¹⁰⁾

Procesamiento

Para la evaluación cualitativa se empleó la escala de Duraffourd;⁽⁹⁾ para cuantitativa se consideró la medición de los diámetros de las zonas de inhibición y el cálculo del porcentaje de efecto inhibitorio respecto a clindamicina. Las mediciones se expresan como media aritmética ± error estándar de la media, con un nivel de confianza del 95 % y un error relativo del 5 %; se aplicó el test de Levene, seguido del análisis de varianza (ANOVA) de una vía y la prueba post‑hoc T3 de Dunnett. Se consideró como nivel de significación p< 0,05. El procesamiento se realizó a través del software IBM-SPSS Statistic for Windows, versión 21.

Aspectos bioéticos

El trabajo contó con la aprobación del comité de ética para la investigación de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquímica de la Universidad Inca Garcilaso de la Vega. Resolución 091-2023-DFCFB.

RESULTADOS

El tamizaje fitoquímico inicial identificó metabolitos como taninos, compuestos fenólicos, saponinas, alcaloides, flavonoides y quinonas (tabla 1).

Los resultados a las 24 horas (tabla 2) evidencian que las medias se encuentran dentro de los límites establecidos, con un intervalo de confianza del 95 % y un error relativo del 5 %. En consecuencia, no fue necesario excluir ningún dato del análisis.

Según los valores promedio consignados en la tabla 2, los grupos III y VI presentaron diámetros de inhibición superiores a 20 mm. Conforme a la escala de Duraffourd (tabla 3), estos resultados se interpretan como sumamente sensible (= +++) y un efecto antibacteriano considerable, según el efecto inhibitorio en porcentaje frente a la bacteria evaluada.

Al ejecutar el test de Levene se verificó que las varianzas no son similares (p= 0,000). En la tabla 4, al utilizar el ANOVA de una vía, se determinó que p< 0,05; que evidencia diferencias estadísticas significativas entre los grupos investigados frente a S. aureus ATCC.

Al aplicar la prueba post-hoc T3 de Dunnett se evidenció que todos los grupos exhiben diferencias estadísticas significativas (p< 0,05), a excepción del grupo VI: Bertholletia excelsa Bonpl. al 75 % con el grupo III: clindamicina 2 ug (p= 0,407) que no evidencia diferencias significativas.

DISCUSIÓN

En el centro poblado Mayor Alerta se impulsa el cultivo de Bertholletia excelsa, cuyo aprovechamiento se considera una práctica ecológica sostenible, dado que no implica la tala de árboles y contribuye a la preservación del bosque primario.⁽¹⁹⁾ Por otra parte, las cortezas de la especie en estudio se utilizan por los habitantes del lugar, en preparaciones mediante maceración alcohólica o infusiones como antinflamatorio, digestivo, etc.^(14,15,18) Por ello se utilizó alcohol etílico al 96 % en la técnica de maceración, para extraer los constituyentes químicos presentes en la corteza. Asimismo, Akanmu A y otros,⁽²⁰⁾ indican que usar alcohol etílico y agua son idóneos para extraer compuestos bioactivos de las plantas. Del mismo modo, al efectuar la prueba de solubilidad del extracto seco se comprobó su disolución en alcohol etílico y agua.^(14,18)

En el tamizaje fitoquímico preliminar (tabla 1) se identificaron abundantes taninos, compuestos fenólicos, saponinas, alcaloides y moderados flavonoides y quinonas. Estos resultados son parcialmente similares a los reportados por Luza J y otros,⁽¹⁸⁾ quienes no incluyeron las pruebas de Shinoda y Bornträger en su análisis. Además, realizaron el tamizaje con la resina extraída de la corteza. Asimismo, coinciden en parte con los señalado por Silva MJ-A y otros.⁽¹⁵⁾

El estudio se centró en la evaluación de extractos de Bertholletia excelsa Bonpl. en concentraciones del 25 %, 50 % y 75 %, según lo declarado con antelación por Luza J y otros.⁽¹⁸⁾ Por otro lado, la actividad antibacteriana del extracto se realizó mediante el método de difusión de Bauer–Kirby, reconocido como uno de los procedimientos más estandarizados y utilizados en trabajos microbiológicos.⁽²¹⁾

Los datos extraídos de la tabla 2 y tabla 3 muestran una correlación directa entre el incremento en la concentración del extracto etanólico y el aumento en el diámetro promedio de las zonas de inhibición. El extracto, a distintos porcentajes, tiene efecto sobre el crecimiento de S. aureus. Este hallazgo es consistente con lo declarado por Vilchez H y otros.⁽⁹⁾ Del mismo modo, en todos los ensayos, los diámetros de los halos de inhibición fueron superiores a los del grupo II, con excepción del grupo I, que utilizó agua destilada.

Diversos estudios,^(8,10,21) señalan que determinados metabolitos secundarios actúan de manera sinérgica para inhibir el crecimiento de S. aureus. Por otro lado, Dahlem MA y otros,⁽²²⁾ y Zhang Z y otros,⁽²³⁾ describen que las quinonas pueden generar estrés oxidativo dentro de la célula bacteriana, mientras que los flavonoides alteran su replicación.

Luza J y otros,⁽¹⁸⁾ reportaron un halo de inhibición de 19,352 ± 0,243 mm con resina al 75 % sobre S. epidermidis. En el estudio se determinó un halo de 20,266 ± 0,0647 mm sobre S. aureus a la misma concentración. Esta comparación refuerza la hipótesis de que la corteza de Bertholletia excelsa, al presentar mayor diversidad de metabolitos secundarios, ejerce un efecto antibacteriano más pronunciado que el de la resina, al menos frente a bacterias del género Staphylococcus.

En la investigación se utilizó el post-hoc T3 de Dunnett, al hallarse (p= 0,000) con la prueba de Levene, lo cual indica que las varianzas no son homogéneas. En este sentido, se pudo apreciar que el grupo III y grupo VI no evidencian diferencia significativa. No obstante, este hallazgo se consideró preliminar, siendo fundamental determinar la base molecular del efecto observado sobre la bacteria analizada.

Tras una revisión en la base de datos PubMed-NCBI (mayo 2024 a mayo 2025) sobre estudios fitoquímicos, microbiológicos y farmacológicos de la corteza en el contexto peruano son escasos.^(15,16,24) Dado su potencial antimicrobiano, el ejemplar en estudio requiere una caracterización fitoquímica más detallada, que incluya la separación e identificación de metabolitos secundarios, la elucidación de sus estructuras químicas y el análisis de la relación estructura/bioactividad.^(10,14,18)

El trabajo presenta como limitaciones, no haber extraído los principales metabolitos secundarios del ejemplar vegetal y no haber evaluado de manera individual la actividad antibacteriana de taninos, compuestos fenólicos, saponinas, alcaloides, flavonoides y quinonas. Sin embargo, la principal fortaleza radica en generar evidencia científica del extracto etanólico de Bertholletia excelsa Bonpl. sobre Staphylococcus aureus, lo que permitirá iniciar investigaciones preclínicas de fase 0 en el ámbito de la farmacología.

Se concluye que el extracto etanólico de Bertholletia excelsa Bonpl. al 75 % presenta efecto antibacteriano in vitro sobre Staphylococcus aureus ATCC 25923 con valores semejantes a clindamicina 2 ug.

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Conflictos de interés

Los autores declaran que no existen conflictos de interés. No hubo subvenciones involucradas en este trabajo.

Contribuciones de los autores

Conceptualización: Héctor Alexander Vilchez-Cáceda.
Curación de datos: Jesús Edson Trejo-Levy, Juan Carlos Benites-Azabache, Ketty Rojas-Berastein.
Análisis formal: Héctor Alexander Vilchez-Cáceda, Ketty Rojas-Berastein, Carolina Mayo Takahashi-Ferrer.
Investigación: Jesús Edson Trejo-Levy, Juan Carlos Benites-Azabache.
Metodología: Héctor Alexander Vilchez-Cáceda, Jesús Edson Trejo-Levy.
Administración del proyecto: Héctor Alexander Vilchez-Cáceda.
Recursos: Carolina Mayo Takahashi-Ferrer, Ketty Rojas-Berastein.
Supervisión: Héctor Alexander Vilchez-Cáceda.
Validación: Jesús Edson Trejo-Levy, Juan Carlos Benites-Azabache, Carolina Mayo Takahashi-Ferrer.
Visualización: Carolina Mayo Takahashi-Ferrer, Ketty Rojas-Berastein.
Redacción – Elaboración del borrador original: Jesús Edson Trejo-Levy, Carolina Mayo Takahashi-Ferrer, Ketty Rojas-Berastein, Juan Carlos Benites-Azabache, Héctor Alexander Vilchez-Cáceda.
Redacción – Revisión y edición: Jesús Edson Trejo-Levy, Carolina M. Takahashi-Ferrer, Ketty Rojas-Berastein, Juan Carlos Benites-Azabache, Héctor Alexander Vilchez-Cáceda.

Disponibilidad de datos

Los datos que avalan los hallazgos de esta investigación pueden consultarse en Zenodo. Base de datos de investigación. Disponible en: https://zenodo.org/records/16593620. Los datos están disponibles según los términos de licencia Creative Commons BY-NC-SA 4.0.