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Las infecciones del tracto urinario (ITU) se definen como el crecimiento de microorganismos patógenos en orina recolectada de forma estéril1. Causando en la mayoría de los pacientes síntomas como ardor, dolor al miccionar y en algunos casos fiebre2. Estas ITU ocupan el segundo lugar entre las enfermedades infecciosas a nivel mundial, siendo más frecuentes en el sexo femenino, a causa de su anatomía perineal3. En este sentido, las mujeres adultas tienen una probabilidad de ocurrencia 30 veces mayor que la de los hombres4, lo que las posiciona como la causa más frecuente de consultas médicas3.
Uno de los principales agentes patógenos de las ITU es Escherichia coli (E. coli), el cual está implicado en el 75 al 95% de los casos de cistitis no complicada, predominando también en casos de pielonefritis y otras infecciones del tracto urinario complicadas1. Para el tratamiento de ITU causadas por este microorganismo, se emplean antibióticos de primera línea de forma empírica, lo que contribuye al aumento de resistencia antimicrobiana en estos, debido a una mayor exposición a baterías y el desarrollo de mecanismos de resistencia5. Esto a su vez, se relaciona a un incremento en la morbimortalidad y costos elevados en la atención médica6.
Uno de los principales factores de virulencia relacionado con la resistencia microbiana es la formación de biofilm, factor asociado al desarrollo de aproximadamente el 65% de las infecciones7. Esta estructura es una matriz de exopolisacáridos que se adhiere a una superficie inerte o a un tejido vivo, funcionando como una estrategia de supervivencia de las bacterias8. En este contexto, las colonias bacterianas se organizan de tal manera que crean una barrera físico-química contra los antimicrobianos9. Además, E. coli presenta otros factores de virulencia, como adhesinas, que facilitan la formación de esta barrera, permitiendo así la invasión del tracto urinario y el desarrollo de resistencia antibiótica8.
Actualmente, la farmacoterapia carece de compuestos efectivos para combatir las infecciones causadas por microorganismos formadores de biofilm10. Por lo tanto, es fundamental abordar esta crisis global, mediante la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas11. En las últimas décadas, investigadores han puesto énfasis en la obtención de compuestos vegetales, ya que las plantas son fuentes prometedoras de compuestos biológicos que ofrecen diversas funciones beneficiosas para nuestro cuerpo, una de ellas su actividad antimicrobiana12. La amplia variedad de compuestos naturales existentes proporciona una gran disponibilidad de moléculas antibacterianas para ayudar a prevenir diferentes tipos de infecciones13.
En Chile, existe una gran variedad de frutos nativos con propiedades beneficiosas para la salud, siendo el maqui (Aristotelia chilensis) uno de los más representativos, cultivado en el sur del país14. Esta especie vegetal posee propiedades medicinales, incluyendo efectos cardioprotectores, antidiabéticos, anticancerígenos y antimicrobianos15. Sin embargo, no hay estudios suficientes que optimicen el proceso de extracción de estos compuestos a partir de las hojas, y no hay evidencia de investigaciones que exploren sus posibles aplicaciones en el control de agentes patógenos de ITU13,14. Por lo tanto, nuestro estudio tiene como objetivo evaluar la efectividad antibiofilm de un extracto de maqui (Aristotelia chilensis) sobre E. coli en condiciones in vitro en el año 2025.
Material y métodos
El diseño de nuestro estudio es de tipo experimental puro a nivel in vitro y longitudinal para evaluar la eficacia del extracto de maqui contra el biofilm de E. coli. Es así que los objetivos específicos fueron: Determinar las diferentes concentraciones del extracto de maqui (Aristotelia chilensis) que inhiben el crecimiento de E. coli en condiciones in vitro mediante técnicas de cuantificación microbiológica y densidad óptica. Establecer la concentración mínima bactericida (CMB) del extracto de maqui (Aristotelia chilensis) contra E. coli mediante ensayos de dilución en placa y cuantificación microbiológica y densidad óptica. Por último, evaluar la capacidad inhibitoria del extracto de maqui (Aristotelia chilensis) sobre la formación del biofilm de E. coli en condiciones in vitro.
Cepa bacteriana de Escherichia coli:
La cepa de bacteria que se usó en este estudio fue E. coli ATCC 25922 y se cultivó en agar Mueller-Hinton a una temperatura de 37 °C en estufa microbiológica por 24 horas en condiciones aeróbicas.
Extracto vegetal:
Se recolectaron las hojas de maqui (Aristotelia chilensis) del campus de la Universidad Adventista de Chile. El extracto se preparó en el laboratorio de Química de la universidad, donde se lavaron las hojas con agua de grifo y se secaron por 8 días a temperatura ambiente en un lugar seco, posteriormente las hojas se trituraron de forma manual, logrando por lo menos 200 gramos de polvo fino de la planta. Se llevaron a frascos y se le agregaron 1000 ml de agua destilada y 1000 ml etanol al 95% hasta cubrir el material, y se dejaron macerar por 48 horas en oscuridad. Finalmente, se filtraron ambos extractos, eliminando residuos de las hojas; y el macerado se llevó a un rotavapor para su concentración y eliminación del solvente alcohólico. El extracto final se utilizó para nuestro estudio16.
Concentración mínima inhibitoria:
Los valores de CMI se determinaron mediante el método de difusión en caldo con 1x105 UFC/ml como inóculo estándar de la cepa E. coli ATCC 25922. Las diferentes concentraciones del extracto de hojas de Maqui (Aristotelia chilensis) se agregaron en el medio, en concentraciones finales de 0, 10, 20, 40, 60, 80 y 100 µg / ml, los tubos se incubaron a 37°C durante 24 hrs. Como control positivo, las cepas bacterianas se cultivaron con Tetraciclina 100 µg / ml y agua destilada como control negativo
El crecimiento celular se cuantificó por densidad óptica16,17.
Para determinar la CMI se tomaron 10 µL de muestra de cada tubo de ensayo, la que se adicionaron sobre una placa de agar Mueller-Hinton en triplicados, dejándolos por 24 hrs a 37°C. Las lecturas se realizaron después de 24 hrs de incubación mediante lectura del halo de inhibición. El valor CMI se definió como la concentración de extracto más bajo que impidió el crecimiento bacteriano después de una incubación16,17.
Concentración mínima bactericida:
Para obtener la CMB se tomó una alícuota de 10 µl desde las muestras en donde no se observó crecimiento y se extendieron en placa con medio CHROMagar por triplicado y luego se incubaron durante 24 hrs, mediante recuento de células viables se realizó la evaluación. La concentración bactericida mínima (CBM) se define como la concentración mínima de extracto que elimine el 99% de las bacterias en los inóculos16.
Actividad Antibiofilm:
La inhibición de la formación de biopelículas inducida por extractos aislados se midió mediante el método de tinción de violeta cristal. Se incubaron suspensiones bacterianas con concentraciones crecientes del extracto (24 hrs a 30°C). Todos los pozos fueron lavados con agua del grifo y las biopelículas se fijaron con metanol. La placa se tiñó con cristal violeta al 0,3% y se leyeron en un espectrofotómetro para determinar la densidad óptica de la muestra17,18.
Análisis estadístico:
Para realizar el análisis de los resultados se utilizó el programa estadístico Jamovi versión 2.6, 2024. Se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) de una vía al 95% de confianza. Por otro lado, se realizó el test de comparación de medias de Tukey, Test de comparaciones múltiples de Dunnett's, y prueba de Fischer en los casos que hubo diferencias significativas. El nivel de confianza fue del 95% (p = 0,05) para la significancia. Cada uno de los ensayos se realizó por triplicado.
Resultados
Con respecto a la inhibición del crecimiento de E. coli por parte de las diferentes concentraciones del extracto a las 24 horas de incubación (Figura 1), se observa una reducción significativa del crecimiento bacteriano, reflejada en la disminución de la densidad óptica (DO) a medida que aumenta la concentración del extracto (p < 0,001). Este comportamiento indica una clara relación entre la concentración del extracto de Aristotelia chilensis y la inhibición del crecimiento bacteriano. En particular, las concentraciones superiores a 60 µg/mL (±0,009; DO 0,046) muestran una inhibición similar a la observada con tetraciclina (±0,06; DO 0,08). Además, la concentración mínima inhibitoria (CMI) del extracto se establece en 10 μg/mL (±0,02; DO 0.338), al compararse con el medio sin extracto (±0,03; DO 1,15).
Figura 1. Densidad óptica de las diferentes concentraciones del extracto de maqui (Aristotelia chilensis), control positivo (Tetraciclina) y control negativo (Escherichia coli sin extracto) a las 24 horas de incubación.
En cuanto al efecto bactericida (Figura 2) se determina que la concentración mínima bactericida (CMB) del extracto de maqui es de 100 μg/mL, donde no se detecta crecimiento bacteriano (UFC = 0; ±0,006). Sin embargo, en las demás concentraciones del extracto vegetal aún se permite el crecimiento de colonias, aunque este disminuye progresivamente a medida que aumenta la concentración. Este comportamiento evidencia un efecto significativo del extracto en la formación de colonias bacterianas (p < 0,001).
Figura 2. Efecto de las diferentes concentraciones del extracto de maqui (Aristotelia chilensis) en el crecimiento bacteriano de Escherichia coli cuantificado por Unidades formadoras de colonias (UFC).
Respecto a la formación de biofilm por parte de E. coli, se evidenció un efecto inhibitorio del extracto vegetal de maqui, el cual aumentó significativamente con la concentración (p = 0,04). Este fenómeno se puede observar visualmente en la Figura 3, donde los pocillos teñidos con cristal violeta muestran una disminución en la intensidad de la tinción a partir de 1μg/mL de extracto, lo que indica una menor formación de esta estructura. En contraste, los pocillos sin extracto presentan una tinción más intensa, lo que sugiere una mayor adherencia y agrupación celular. Este comportamiento también se refleja en los valores de densidad óptica (Figura 4), donde se aprecia una disminución gradual en la formación de biofilm desde los 10 μg/mL hasta alcanzar los 60 μg/mL, y sobre 80 μg/mL no se detectó formación del mismo.
Figura 3. Actividad antibiofilm a distintas concentraciones de extracto de maqui (Aristotelia chilensis) sobre formación de biofilm de Escherichia coli con colorante cristal violeta.
Discusión
Los resultados obtenidos en este estudio demuestran que el extracto de maqui presenta una actividad antibacteriana alta frente a E. coli, lo cual sugiere su potencial como agente antimicrobiano natural, un resultado similar se evidenció en una investigación donde se demostró la utilidad antimicrobiana de diversos extractos vegetales como Punica granatum, Acacia catechu y Phyllanthus emblica, contra el crecimiento de E. coli y Staphylococcus aureus, siendo muy eficaces para contrarrestar el crecimiento y propagación19. Otros autores por su parte, informaron sobre el uso tradicional y la efectividad de extractos de plantas africanas contra bacterias en heridas postoperatorias, lo cual refuerza la idea del uso de plantas en la medicina antimicrobiana, sobre todo por su bajo costo y fácil acceso20.
De igual manera, un estudio revisó el potencial antioxidante y antimicrobiano de distintas bayas nativas sudamericanas, en donde su actividad antibacteriana ha sido reconocida históricamente por la medicina popular natural21. Destacando al maqui por su alta concentración de polifenoles y antocianinas, compuestos relacionados con mecanismos de acción antimicrobiana, por su capacidad de modificar la permeabilidad de la membrana celular, lo que podría interferir con la síntesis de proteínas o generar estrés oxidativo en las células microbianas22,23. Una investigación similar, describió que concentraciones de un extracto vegetal de Granada con un 50% de taninos tenía la capacidad de desestabilizar la membrana celular de bacterias Gram negativas como E. coli, afectando su viabilidad e inhibiendo su crecimiento, generando un halo de inhibición mayor que antibióticos como la tetraciclina 30,3 ± 0,3 mm y 12,1 ± 0.5 respectivamente24.
En un estudio realizado en China se logró inhibir el crecimiento de E. coli usando concentraciones mayores a 1.0 mg/mL de aceite esencial de jengibre, con valores de 2,0 mg/mL y 4,0 mg/mL para la CMI y CMB, respectivamente; mediante electroforesis se cuantificó una gran cantidad de proteínas libre determinándose que el extracto desnaturaliza proteínas integrales y por tanto la estructura de la membrana25.
Con respecto a la actividad antibiofilm del maqui esta fue aumentando a medida que aumentaba la concentración del extracto, un resultado similar se encontró en una investigación en el año 2024 donde a concentraciones mayores a ≥ 250 pM las células bacterianas presentes en la orina inhibían su capacidad antiadherente a nivel in vitro sugiriendo que los compuestos fenólicos como flavonoides y ácido fenólicos presentes en estas plantas tiene la capacidad de alterar la formación del biofilm26. En otro estudio se evidenció que el compuesto fenólico Resveratol en concentraciones mayores a 3,2 g/L inhibieron crecimiento y formación de biofilm o biofilm preformados en los cultivos bacterianos de Staphylococcus aureus y E. coli27. En una publicación del 2025 se aislaron cinco compuestos fenólicos de la planta Origanum majorana apigenina 7, glucósido y ácido rosmarínico los cuales inhibieron del 24,8 al 49,8% de la formación de biofilm, específicamente al influir en la acción quorum y síntesis de factores de virulencia28.
Es así como los hallazgos de esta investigación refuerzan la creciente evidencia científica que respalda el uso de extractos vegetales como una alternativa natural eficiente contra bacterias resistentes, particularmente E. coli. La actividad antibiofilm observada en el extracto de maqui no solo confirma su potencial terapéutico, que abre nuevas líneas de investigación en fitoterapia y microbiología. Su aplicación podría ser especialmente relevante en el contexto actual de resistencia antimicrobiana, donde los tratamientos convencionales han perdido efectividad. El uso de una planta nativa como el maqui, además, representa una oportunidad para aprovechar recursos locales de forma sostenible y preservar la importancia botánica de estas plantas.
A pesar de los resultados relevantes del estudio presenta algunas limitaciones importantes. En primer lugar, al tratarse de una investigación in vitro, no se puede garantizar que los efectos observados se repliquen de la misma forma en organismos vivos, por lo que se requieren estudios in vivo que permitan validar la actividad bioactiva en contextos más complejos. Además, el proceso de extracción no fue estandarizado, lo que puede influir en la reproducibilidad de los resultados.
Finalmente, no se identificaron de forma específica los compuestos activos responsables de la actividad antibiofilm, lo cual limita la comprensión precisa del mecanismo de acción observado. Por ello, se recomienda que futuras investigaciones incluyan pruebas estandarizadas para la obtención, aislamiento y cuantificación de los principales componentes bioactivos presentes en el extracto vegetal. Esto permitirá evaluar su efectividad de manera más específica, contribuyendo así al desarrollo de terapias naturales seguras y eficaces para el tratamiento de infecciones del tracto urinario.
Conclusión
Los resultados refuerzan la creciente evidencia de que los extractos vegetales, y en particular el maqui (Aristotelia chilensis), poseen un potencial prometedor como agente antimicrobiano y antibiofilm natural. Su utilidad adquiere relevancia en el contexto actual de creciente resistencia a los antibióticos, ya que los extractos vegetales podrían representar una fuente sólida y efectiva de nuevas alternativas terapéuticas y abrir nuevas vías de investigación en el ámbito de la fitoterapia. Además, el maqui, al ser una planta nativa de Chile, representa una opción accesible y culturalmente aceptada para el desarrollo de productos naturales con aplicaciones clínicas.
