The marine actinobacterium AMS370, identified as Salinispora arenicola by 16S rRNA amplified gene comparison, was isolated from sediments of the Gulf of California, Mexico. From its semi-polar extract, 8 known compounds were isolated: 4-Hydroxy-phenyl acetic acid (1), 5-Methyl-2-methylene-2,3-dihydro-1H-pyrimidin-4-one (2), 1H-Pyrimidine-2,4-dione (3), 3-amino-5-hydroxy-benzoic acid (4), 2-(4-Amino-imidazol-[4,5-d]pyridazin-1-yl)-5-hydroxymethyl-4-methyl-tetrahydro-furan-3-ol (5), 3-(4-Hydroxy-phenyl)-acrylic acid methyl ester (6), 3-Benzyl-6-isobutyl-piperazine-2,5-dione (7) and 5,8-epidioxy-(22E,24R)-ergosta-6,22-dien-3-ol (Ergosterol peroxide) (8). The chemical identification was performed by comparison of their NMR spectra against the NMR spectra of the original compounds. This is the first time that compound 4 is reported as a natural product obtained from the Salinispora genus. The crude extract and all the fractions obtained were tested for antibiotic activity against Bacillus cereus, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Staphylococcus aureus, Salmonella sp. and antifungic activity against Candida albicans. Also, breast cancer (MCF-7), cervical cancer (HeLa) and colorectal cancer cell lines (HCT-116) were tested to determine their cytotoxic activity. Only the semi-polar crude extract and its fractions 5.1 and 5.2 were active against Klebsiella pneumoniae and Staphylococcus aureus.

La actinobacteria marina AMS370, identificada mediante comparación de las secuencias del gen 16S del ARNr como Salinispora arenicola, fue aislada a partir de sedimento del Golfo de California, México. De su extracto semi-polar, se aislaron 8 compuestos conocidos: ácido-4-Hidroxi-fenil acético (1), 5-Metil-2-metilen-2,3-dihidro-1H-pirimidin-4-ona (2), 1H-Pirimidin-2,4-diona (3), ácido-3-amino-5-hidroxi-benzoico (4), 2-(4-Amino-imidazol-[4,5-d]piridazin-1-il)-5-hidroximetil-4-metil-tetrahidro -furan-3-ol (5), Acrilato de 3-(4-Hidroxi-genil)-metilo (6), 3-Bencil-6-isobutil-piperazin-2,5-diona (7) y 5,8-epidioxi-(22E,24R)-ergosta-6,22-dien-3-ol (Peróxido de Ergosterol) (8). La identificación química fue realizada mediante comparación de sus espectros de RMN con los espectros de los compuestos originales. Ésta sería la primera ocasión que el compuesto 4 se reporta como un producto natural a partir del género Salinispora. El extracto crudo y todas sus fracciones fueron ensayadas contra Bacillus cereus, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Staphylococcus aureus, Salmonella sp. y Candida albicans para probar su actividad antibiótica y antifúngica en el caso de la última especie. Asimismo se evaluó su actividad citotóxica frente a las líneas celulares de cáncer de mama (MCF-7), cervicouterino (HeLa) y colorectal (HCT-116). Solamente el extracto crudo semipolar y las fracciones 5.1 y 5.2 resultaron activas contra Klebsiella pneumoniae y Staphylococcus aureus.

Abstract Production of bioactive compounds is intimately linked to the ecology of the producing organisms. Taking this into account, the objective of this study was to evaluate the bioactive properties of isolated Actinobacteria from sea sediments of a high biodiversity zone; under the hypothesis that the ecological characteristics of this site stimulate the presence of unique and bioactive strains that can be screened for new compounds with antibiotic and anticancer properties. The elected zone was the Loreto Bay National Park in the Gulf of California Mexico, a protected natural area, with high diversity of flora and fauna. The bioactive properties of strains from this area were different to that reported elsewhere. The cytotoxic activity tested by in vitro assays was present in 40% of the tested strains and antibacterial activity in 71% of all evaluated strains. This percentage of active strains resulted unusually high when it was compared to similar studies from other regions of the world. This supports the hypothesis of the influence of ecological characteristics of the area of study on the presence of unique and bioactive Actinobacteria. Thereby, the Actinobacteria community found in Loreto Bay, in the Gulf of California, which presented unusual bioactive properties, represents a potential source for obtaining novel compounds with antibacterial and anticancer activity.

Resumen La producción de compuestos bioactivos está ííntimamente ligada con la ecología de los organismos que los producen. Tomando esto en cuenta, el objetivo de este estudio fue evaluar las propiedades bioactivas de actinobacterias aisladas en el sedimento marino de una región con alta biodiversidad; bajo la hipótesis de que las características ecológicas de este sitio estimulan la presencia de cepas de actinobacterias únicas y bioactivas que pueden ser útiles en la búsqueda de nuevos compuestos con actividad antibiótica y anticancerígena. La zona de estudio elegida fue el Parque Nacional Bahía de Loreto en el Golfo de California. México, un área natural protegida, con alta diversidad de flora y fauna. Las propiedades bioactivas de las cepas procedentes de esta zona fueron diferentes a la reportada en otros sitios. La actividad citotóxica probada mediante ensayos in vitro estuvo presente en 40% de las cepas probadas y la actividad antibacterial en el 71% de todas las cepas evaluadas. Este porcentaje de cepas activas resultó inusualmente alto cuando se comparó con estudios realizados en otros sitios del mundo. Esto apoya la hipótesis de la influencia de las características ecológicas de la zona de estudio sobre la presencia de actinobacterias únicas y bioactivas. Por lo tanto, la comunidad de actinobacterias encontrada en Bahía de Loreto, en el Golfo de California, la cual presentó propiedades bioactivas inusuales, representa un recurso potencial para la obtención de nuevos compuestos con actividad antibiótica y anticancerígena.

Background Lung cancer causes 1.4 million deaths worldwide while non-small-cell lung cancer (NSCLC) represents 80-85% of the cases. Cisplatin is a standard chemotherapy against this type of cancer; however, tumor cell resistance to this drug limits its efficacy. Sea anemones produce compounds with pharmacological activities that may be useful for augmenting cisplatin efficacy. This study aimed to evaluate the pharmacological activities of crude venom (CV) from the sea anemone Bunodeopsis globulifera and four derived fractions (F1, F2, F3 and F4) to test their increase efficiency cisplatin cytotoxicity in human lung adenocarcinoma cells. Results Pre-exposure to CV, F1 and F2 fractions increases cisplatin cytotoxicity in human lung adenocarcinoma cells under specific conditions. Exposure to CV at 50 μgmL-1 induced a reduction of approximately 50% in cell viability, while a similar cytotoxic effect was observed when cell culture was exposed to F1 at 25 μgmL -1 or F2 at 50 μgmL-1. The cell culture exposure to F1 (10 μgmL-1) fraction combined with cisplatine (25 μM) provoked a decrease in MTT reduction until 65.57% while F2 (25 μgmL-1) fraction combined with cisplatin (10 μM) provoked a decrease in MTT reduction of 72.55%. Conclusions The F1 fraction had the greatest effect on the lung adenocarcinoma cell line compared with CV and F2. The combination of antineoplastic drugs and sea anemone toxins might allow a reduction of chemotherapeutic doses and thus mitigate side effects.

The bioactivity of culturable Actinobacteria from marine sediment of the Todos Santos Bay, Mexico was studied, and bacteria were identified by 16S rRNA gene sequences. The strains were cultured in 1 L of culture media A1 and tested for the effects of seawater on growth. The organic components of cultures were extracted with XAD-7 amberlite and eluted with acetone. The extracts were separated by flash chromatography on C-18 silica gel. The crude extracts and the fractions were tested against colorectal cancer cells HCT-116. In total, twenty six strains were cultured and identified, divided into ten operational taxonomic units (OTUs) with 100% sequence identity, representing 3 families in the order Actinomycetales, belonging to the genus Streptomyces (77%), Micromonospora (20%) and Nocardia (3%); six of those OTUs had not been reported before. Nineteen percent of the crude extracts of the Streptomyces genus showed cytotoxic activity in a range of IC50 of 69.0 to ≤ 0.076 mg·-1. The most active fractions contained compounds identified by their molecular weight and fragmentation patterns as monactin and pamamycin derivatives.

Se realizó el estudio de la bioactividad de las Actinobacterias cultivables a partir de sedimento marino de la Bahía de Todos Santos, México, y se identificaron mediante las secuencias del gen 16S ARNr. Las cepas bacterianas fueron cultivadas en 1 L de medio líquido A1 y se constató su crecimiento en presencia de agua de mar. Los extractos orgánicos de los cultivos se extrajeron con Amberlita XAD-7 eluida con acetona. Los extractos fueron separados por cromatografía en gel de sílice C-18. Los extractos crudos y las fracciones se probaron contra células de cáncer de colon HCT-116. En total, 26 cepas fueron cultivadas e identificadas, divididas en 10 unidades taxonómicas operacionales (UTOs) con 100% de identidad de sus secuencias, representando tres familias del orden Actinomycetales, pertenecientes a los géneros Streptomyces (77%), Micromonospora (20%) y Nocardia (3%); 6 de éstos UTOs no habían sido reportados previamente. Diecinueve por ciento de los extractos crudos del género Streptomyces mostraron actividad citotóxica en un rango de IC50 de 69,0 a ≤ 0,076 mg·-1. Las fracciones más activas contenían los compuestos monactin y derivados de pamamicina, los cuales fueron identificados por su peso molecular y sus patrones de fragmentación.

Marine algae and bacteria are an inexhaustible source of chemical compounds that produce a wide variety of biologically active secondary metabolites. Marine bacteria have become an important target for the biotechnology industry because of the large number of bioactive compounds recently discovered from them. The aim of this study was to evaluate the antibacterial and anticancer activities of extracts from the seaweeds Egregia menziesii, Codium fragile, Sargassum muticum, Endarachne binghamiae, Centroceras clavulatum and Laurencia pacifica collected from Todos Santos Bay, México. Organic extracts were obtained from bacteria-free algae and from surface-associated bacteria. Pathogen strains of Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, and Pseudomonas aeruginosa were used to test antibacterial activity and HCT-116 colon cancer cells for anticancer activity. Thirty-five bacterial strains were isolated from the surface of seaweeds and molecular identified as belonging to the phyla Firmicutes, Proteobacteria and Actinobacteria by 16S rDNA sequencing. The strains Cc51 isolated from Centroceras clavulatum, Sm36 isolated from Sargassum muticum, and Eb46 isolated from Endarachne binghamiae showed anticancer activity, with IC50 values of 6.492, 5.531, and 2.843 µg ml-1 respectively. Likewise, the extracts from the seaweed-associated bacteria inhibited the growth of the Gram negative bacterium Proteus mirabilis. The biological activity observed in this study offers opportunities for further chemical analyses, such as the isolation of the active compounds responsible for this activity, in order to contribute to the discovery of new drugs.

Las bacterias y algas marinas son una fuente inagotable de compuestos químicos que permiten producir una amplia variedad de metabolitos secundarios bioactivos. Las bacterias marinas se han convertido en objetivo importante para la industria de la biotecnología debido a la alta cantidad de compuestos bioactivos descubierto recientemente a partir de ellas. El objetivo de este estudio fue evaluar la actividad anticancerígena y antibacteriana de extractos de las algas marinas Egregia menziesii, Codium fragile, Sargassum muticum, Endarachne binghamiae, Centroceras clavulatum y Laurencia pacifica recolectadas en Bahía Todos Santos, México. Se obtuvieron extractos orgánicos a partir de las algas libres de bacterias y de las bacterias asociadas a su superficie. Para probar la actividad antibacteriana se emplearon las cepas patógenas Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis y Pseudomonas aeruginosa y para la actividad anticancerígena, células de carcinoma colorectal HCT-116. De la superficie de las algas marinas se aislaron 35 cepas bacterianas que se identificaron molecularmente y pertenecían a los phyla Firmicutes, Proteobacteria, y Actinobacteria. Las cepas Cc51 aislada de Centroceras clavulatum, Sm36 aislada de Sargassum muticum, y Eb46 aislada de Endarachne binghamiae mostraron actividad anticancerígena con un IC50 de 6,492, 5,531 y 2,843 µg ml-1 respectivamente. Asimismo, los extractos de las bacterias asociadas a las algas marinas inhibieron el crecimiento de la bacteria Gram negativa Proteus mirabilis. La actividad biológica observada en este estudio ofrece la oportunidad de un análisis químico posterior, tal como el aislamiento de los compuestos activos responsables, a fin de contribuir en el descubrimiento de nuevos fármacos.