Citotoxicidad de los antibióticos sulfametoxazol, trimetoprima y de su mezcla cotrimoxazol sobre Chlorella vulgaris

Abstract

[Resumen] Los antibióticos son contaminantes emergentes cuya acumulación en ambientes dulceacuícolas derivada de la actividad humana es cada vez de mayor importancia. Su presencia puede ser un potencial riesgo para los habitantes de los ecosistemas y en último término para la salud humana. En este trabajo, se estudió la citotoxicidad de dos antibióticos, el sulfametoxazol y la trimetoprima, sobre la microalga dulceacuícola Chlorella vulgaris. Dado que ambos antibióticos suelen administrarse de forma combinada en una proporción 5:1 para tratar infecciones bacterianas, en este trabajo también se estudió el efecto de la mezcla de antibióticos en esta proporción (cotrimoxazol). En una primera experiencia, se analizó el efecto tóxico de ambos antibióticos y de su mezcla sobre el crecimiento, medido como densidad celular, de los cultivos de C. vulgaris. La trimetoprima produjo una estimulación del crecimiento a las 24 horas, y, además, a las 72 horas, no produjo una inhibición significativa del crecimiento a ninguna de las concentraciones ensayadas (1-15 mg L-1). El sulfametoxazol inhibió el crecimiento de los cultivos de la microalga en todas las concentraciones ensayadas (1-15 mg L-1) a las 72 horas, y se obtuvo un valor de EC50 de 1.11 mg L-1. También se observó esta inhibición con el cotrimoxazol, obteniéndose en este caso una EC50 de 10.09 mg L-1 a las 72 horas. En el caso del sulfametoxazol y cotrimoxazol, la inhibición fue dependiente de la concentración. En una segunda experiencia, se comparó el efecto tóxico de la combinación de sulfametoxazol y trimetoprima en proporción 5:1, el cotrimoxazol, con el efecto de los antibióticos por separado. Tanto el sulfametoxazol como el cotrimoxazol produjeron una inhibición del crecimiento de los cultivos de la microalga, así como una reducción significativa de la viabilidad celular y de la actividad fotosintética, pero esto no sucedió en el caso de la trimetoprima. Además, no se encontraron diferencias significativas en los valores de la densidad celular ni de la actividad fotosintética registrados en los cultivos expuestos al cotrimoxazol y al sulfametoxazol. Por lo tanto, en el presente estudio, la toxicidad del cotrimoxazol sobre C. vulgaris parece derivar de la presencia del sulfametoxazol. Sin embargo, de cara al futuro, se requerirían ensayos con un mayor número de réplicas biológicas, además de otros biomarcadores, para describir la potencial interacción toxicológica entre los antibióticos y su mecanismo de acción.

[Resumo] Os antibióticos son contaminantes emerxentes cuxa acumulación en ambientes doceacuíocolas derivada da actividade humana é cada vez maior importancia. A súa presencia pode ser un potencial risco para os habitantes dos ecosistemas e en último termo para a saúde humana. Neste traballo, estudouse a citotoxicidade de dous antibióticos, sulfametoxazol e trimetoprima, sobre a microalga doceacuícola Chlorella vulgaris. Dado que ambos antibióticos soen administrarse de forma combinada nunha proporción 5:1 para tratar infeccións bacterianas, neste traballo tamén se estudou o efecto da mestura de antibióticos nesta proporción (cotrimoxazol). Nunha primeira experiencia, analizouse o efecto tóxico de ambos antibióticos e da súa mestura sobre o crecemento, medido como densidade celular, dos cultivos de C. vulgaris. A trimetoprima produciu unha estimulación do crecemento ás 24 horas, e, ademáis, ás 72 horas non produciu unha inhibición significativa do crecemento a ningunha das concentracións ensaiadas (1-15 mg L-1). O sulfametoxazol inhibiu o crecemento dos cultivos da microalga en todas as concentracións ensaiadas (1-15 mg L-1) ás 72 horas, e obtívose un valor de EC50 de 1.11 mg L-1. Tamén se observou esta inhibición co cotrimoxazol, obténdose neste caso una EC50 de 10.09 mg L-1 ás 72 horas. No caso do sulfametoxazol e cotrimoxazol, a inhibición foi dependente da concentración. Nunha segunda experiencia, comparouse o efecto tóxico da combinación de sulfametoxazol e trimetoprima en proporción 5:1, o cotrimoxazol, co efecto dos antibióticos por separado. Tanto o sulfametoxazol como o cotrimoxazol produciron unha inhibición do crecemento dos cultivos da microalga, así como unha reducción significativa da viabilidade celular e da actividade fotosintética, pero esto non sucedeu no caso da trimetoprima. Ademais, non se atoparon diferencias significativas nos valores da densidade celular nin da actividade fotosintética rexistrados nos cultivos expostos ao cotrimoxazol e sulfametoxazol. Polo tanto, no presente estudo, a toxicidade do cotrimoxazol sobre C. vulgaris parece derivar da presencia de sulfametoxazol. Porén, de cara ao futuro, requeriríanse ensayos cun maior número de réplicas biolóxicas, ademáis de otros biomarcadores, para describir a potencial interacción toxicolóxica entre os antibióticos e o seu mecanismo de acción.

[Abstract] Antibiotics are a type of emergent pollutant whose accumulation in freshwater environments derived from human activity is more and more important. Its presence could be a potential risk to the members of the ecosystem and eventually to human health. In this work, the cytotoxicity of two antibiotics (sulfamethoxazole and trimethoprim) on the freshwater microalgae Chlorella vulgaris was studied. As both antibiotics are often prescribed in combination to treat bacterial infections in a 5:1 proportion, in this work the mixture effect was also studied (cotrimoxazole). In the first test, the toxic effects of both antibiotics and its mixture over C. vulgaris culture growth were studied. Trimethoprim produced a stimulation of growth after 24 hours, and it did not produce a significant inhibition of growth at any of the assayed concentrations after 72 hours. Sulfamethoxazole inhibited growth of the culture of microalgae in all the assayed concentrations (1-15 mg L-1) after 72 hours, and an EC50 value of 1.11 mg L-1 was obtained. This inhibition was also observed with cotrimoxazole, and in this case an EC50 value of 10.09 mg L-1 was obtained after 72 hours. In both sulfamethoxazole and cotrimoxazole, the inhibition was concentration dependent. In the second test, the toxic effect of the combination of sulfamethoxazole and trimethoprim in 5:1 proportion (cotrimoxazole) and the individual effects were compared. Both sulfamethoxazole and cotrimoxazole produced a growth inhibition on the microalgal cultures, as well as a significant reduction in cell viability and photosynthetic activity, but this did not happen with trimethoprim. Moreover, no significant differences were found in the values of cell density or photosynthetic activity in the cultures exposed to cotrimoxazole or sulfamethoxazole. Therefore, in the present study, the toxicity of cotrimoxazole over C. vulgaris seems to derive from the presence of sulfamethoxazole. However, more tests with a higher number of biological replica and other biomarkers would be required in the future, to discover the potential toxicological interactions between the antibiotics and its action mechanisms.