Compuestos con actividad biocontroladora frente a la garrapata común del ganado Rhipicephalus (Boophilus) microplus obtenidos de aislamientos microbianos

Abstract

La garrapata común del ganado, Rhipicephalus (Boophilus) microplus, es un ectoparásito hematófago que afecta gravemente al ganado bovino, provocando anemia severa, pérdida de peso y reducción en la producción lechera y cárnica. Actualmente, para el control de R. microplus se emplean compuestos organoclorados, organofosforados, carbamatos, amidinas y piretroides, sustancias asociadas a contaminación ambiental y de alto impacto en la salud humana y animal. Adicionalmente, su porcentaje de efectividad ha venido disminuyendo debido a su uso indiscriminado. Esto sugiere la necesidad de desarrollar tratamientos seguros para la salud humana y animal, con mínimo impacto ambiental y bajo costo, características de los enfoques basados en biocontrol. Esta tesis buscó contribuir con el desarrollo de dichas alternativas de tratamiento, determinando el potencial de diferentes cepas de microorganismos fúngicos y bacterianos de ambientes marinos y terrestres frente a R. microplus.

Se evaluó el potencial de las diferentes cepas bajo la metodología de bioensayo de inmersión de garrapatas evaluando 3 variables (porcentaje de mortalidad, porcentaje de inhibición de la ovoposición y porcentaje de eclosion). Estos ensayos permitieron la selección de la cepa Paenibacillus sp. PNM210 como cepa promisoria para el control biológico de R. Microplus, determinando que la actividad estaba presente en el sobrenadante libre de células y en las fracciones orgánica y butanólica. Se emplearon dos estrategias de análisis para el estudio del potencial metabólico relacionado con la actividad presentada. Por una parte, se evaluó el potencial genómico a partir de la minería del genoma completo de la cepa, donde se determino la presencia de BGCs asociados principalmente a la biosíntesis de péptidos no ribosomales como la pelgipeptina B, la fusaricidina B y la tridecapeptina. En una segunda aproximación, con el objetivo de identificar las moléculas responsables de la actividad observada, se realizo el análisis del perfil metabólico de las fracciones activas, por medio de LC-MS/MS y la construcción de redes moleculares, identificando péptidos como la pelgipeptina A, pelgipeptina B, pelgipeptina C, la surfactina B y la surfactina C15, los cuales podrían ser los responsables de la mortalidad de la garrapata común del ganado observada en los ensayos realizados (Texto tomado de la fuente).

The cattle tick, Rhipicephalus (Boophilus) microplus, is a hematophagous ectoparasite that severely affects cattle, causing severe anemia, weight loss, and reduced milk and meat production. Currently, organochlorines, organophosphates, carbamates, amidines, and pyrethroids are used to control R. microplus. However, these substances are associated with environmental pollution and significant risks to human and animal health. Additionally, their effectiveness has declined due to indiscriminate use. This has led to the need for safer treatments with minimal environmental impact and low cost, characteristics of biocontrol-based approaches.This thesis aimed to contribute to the development of such alternative treatments by evaluating the potential of various fungal and bacterial strains from marine and terrestrial environments against R. microplus. The potential of different strains was assessed using the tick immersion bioassay methodology, evaluating three variables: mortality rate, oviposition inhibition rate, and hatching rate. These assays led to the selection of Paenibacillus elgii PNM 210 as a promising strain for the biological control of R. microplus, determining that the activity was presentin the cell-free supernatant, as well as in the organic and butanol fractions. Two analytical strategies were employed to study the metabolic potential related to the observed activity. On one hand, the genomic potential was evaluated through wholegenome mining, which revealed the presence of biosynthetic gene clusters (BGCs) associated mainly with the biosynthesis of non-ribosomal peptides, such as pelgipeptin B, fusaricidin B, and tridecapeptin. In a second approach, aimed at identifying the molecules responsible for the observed activity, metabolic profiling of the active fractions was performed using LC-MS/MS and molecular networking, identifying peptides such as pelgipeptin A, pelgipeptin B, pelgipeptin C, surfactin B, and surfactin C15, wich may be responsible for the mortality of cattle ticks observed in the conducted assays.