Nanopartículas
metálicas con actividad antimicrobiana obtenidas a partir de hongos endófitos:
una revisión sistemática de la literatura científica
Metallic Nanoparticles with Antimicrobial Activity Obtained from
Endophytic Fungi: A Systematic Review of the Scientific Literature
María Alejandra de la Rosa David ab, Yulis Rossi
Arroyo ac, Luisa Fernanda Estrada García ad,
Luisa María Múnera Porras ae
a Grupo de Investigación en Salud y Sostenibilidad,
Escuela de Microbiología,
Universidad de Antioquia, Colombia
b maria.delarosa2@udea.edu.co| https://orcid.org/0009-0004-6901-298X
c yulis.rossi@udea.edu.co | https://orcid.org/0009-0009-5624-1616
d luisa.estradag@udea.edu.co| https://orcid.org/0009-0008-8841-8511
e
luisam.munera@udea.edu.co| https://orcid.org/0000-0002-0215-9993
|
Citation:
de la Rosa David, M. A., Rossi Arroyo, Y., Estrada García, L. F.,
Múnera Porras, L. M. (2026). Nanopartículas metálicas con actividad
antimicrobiana obtenidas a partir de hongos endófitos: una revisión
sistemática de la literatura científica. Mutis, 16(1), 1-15. https://doi.org/10.21789/22561498.2177 Recibido: 21 de
julio de 2025 Copyright: © 2026 por los autores. Licenciado para Mutis.
Este artículo es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos
y condiciones de la licencia Creative Commons Attribution (https://
creativecommons.org/licenses/by/ 4.0/). |
RESUMEN La revisión sistemática analizó la
literatura científica publicada entre 2014 y 2024 sobre nanopartículas
metálicas sintetizadas por hongos endófitos y su potencial aplicación en el
control de microorganismos patógenos. El proceso de búsqueda se desarrolló
siguiendo el protocolo prisma 2020
en las bases de datos ScienceDirect, Scopus y Springer Nature Link, además de
Google Scholar, aplicando criterios de inclusión y exclusión previamente
definidos. Se identificaron 82 estudios relevantes, con India y Egipto como
los países con mayor producción investigativa. Las nanopartículas de plata
fueron las más reportadas (65 %), predominando las de morfología esférica
(83,3 %), las cuales presentaron actividad antimicrobiana destacada frente a
Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Klebsiella
pneumoniae. Entre los hongos empleados para su síntesis sobresalieron Aspergillus
terreus y Aspergillus niger. Los hallazgos evidencian la
diversidad de hongos utilizados en la obtención de estas nanopartículas y
confirman a la plata como el metal de mayor preferencia, así como la
morfología esférica como la forma dominante, aspectos relevantes para
orientar futuros desarrollos y aplicaciones en el control de patógenos. Palabras
clave: Hongos endófitos; miconanopartículas; nanomateriales; nanopartículas
metálicas; resistencia a antibióticos; ciencias naturales. ABSTRACT This study
presents a systematic review of scientific literature published between 2014
and 2024 on metallic nanoparticles synthesized by endophytic fungi and their
potential application in the control of pathogenic microorganisms. The search
process followed the PRISMA 2020 protocol and included the databases
ScienceDirect, Scopus, and Springer Nature Link databases, as well as Google
Scholar. Predefined inclusion and exclusion criteria were applied. Eighty-two
relevant studies were identified, with India and Egypt being the countries
with the highest research output. Silver nanoparticles were the most
frequently reported (65%), with spherical nanoparticles predominating
(83.3%). These nanoparticles exhibited significant antimicrobial activity
against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas
aeruginosa, and Klebsiella pneumoniae. Among the fungal genera
used for nanoparticles synthesis, Aspergillus terreus and Aspergillus
niger were the most prominent. Overall, the findings highlight the
taxonomic diversity of fungi employed in nanoparticles biosynthesis and
confirm silver as the preferred metal and spherical structures as the
dominant morphology—key aspects that may inform future developments and
applications in pathogen control. Keywords: Endophytic fungi; Myconanoparticles;
Nanomaterials; Metallic nanoparticles; Antibiotic resistance; Natural
sciences. INTRODUCCIÓN La resistencia antimicrobiana (ram) se ha convertido en un grave
problema de salud pública debido al uso indiscriminado de antibióticos,
especialmente de amplio espectro, lo que reduce la eficacia de los
tratamientos (Okeke et al., 2023). En 2019, más de 1,2 millones de
personas murieron por infecciones causadas por bacterias resistentes a
antibióticos (Murray et al., 2022). Además, se estima que la RAM causa
700 mil muertes anuales y podría alcanzar 10 millones para 2050 (O’Neill,
2016). A la par, el crecimiento poblacional ha incrementado la presión sobre
la producción de alimentos, la
cual se ha visto amenazada por fitopatógenos
(Ruffo-Roberto et al., 2019). Aunque los agroquímicos han sido
utilizados para combatir estas infecciones, su uso excesivo también genera
resistencia y deja residuos químicos perjudiciales (Barbhuiya et al.,
2022). Ante esta problemática, es crucial buscar enfoques alternativos más
seguros y efectivos para prevenir y tratar enfermedades causadas por
bacterias y hongos resistentes (Pansambal et al., 2023). Las nanopartículas metálicas
(NPm) producidas por hongos endófitos emergen como una solución prometedora
debido a su actividad antimicrobiana (Rehman et al., 2023). Las
nanopartículas (NP) son nanomateriales con un tamaño entre 1 y 100 nm, que
presentan propiedades únicas como una alta relación superficie-volumen, lo
que mejora su reactividad, actividad catalítica y potencial biológico
(Sangeetha et al., 2019). Si bien existen métodos físicos y químicos
para su producción, la síntesis biológica es más amigable con el ambiente
(Okeke et al., 2023). Por su parte, los hongos endófitos son
microorganismos que pasan la mayor parte de su ciclo de vida colonizando los
tejidos internos de las plantas mediante una asociación costo-beneficio, sin
causar síntomas patológicos (Sánchez-Fernández et al., 2013),
destacando entre otras especies de hongos en términos de la cantidad y
actividad de los metabolitos producidos que reducen los iones metálicos a NPm
(Nassar et al., 2023). Las funciones biológicas de las NPm producidas
por estos hongos, han sido previamente documentadas (Saanu et al.,
2024); por ejemplo, las AgNP han sido
investigadas ampliamente debido a su acción antimicrobiana de amplio
espectro, con interrupciones mínimas en células humanas (Ahmed et al.,
2016; Kumar et al., 2022). Análogamente se informaron los efectos
antibacterianos de las CuNP y AgNp, utilizando cepas de Escherichia coli
y Bacillus subtilis, en donde las CuNP demostraron una actividad
antibacteriana superior en comparación con las AgNp, mostrando notables
ventajas sobre agentes químicos antimicrobianos de origen fúngico como los
azoles, los cuales no solo promueven
la resistencia al fármaco, sino que además están asociados con crecientes
efectos secundarios, direccionando las investigaciones hacia la aplicación de
otros materiales como las NP (Ghasemian et al., 2012). Similarmente
las SeNP y ZnONP han demostrado efectos inhibidores sobre varios
fitopatógenos, como Aspergillus flavus, A. brasiliensis, Alternaria
alternata, Fusarium oxysporum y Rhizoctonia solani, suprimiendo
eficazmente su crecimiento al impedir la germinación de esporas y disminuir
el grosor de las hifas, convirtiéndolas en una opción prometedora para los
agroquímicos ecológicos basados en np
(Gunti et al., 2019; Sumanth et al., 2020). Considerando entonces el
potencial de los hongos endófitos en la producción de NPm, es pertinente
recopilar la información publicada alrededor de los mecanismos de
biosíntesis, actividad antimicrobiana y aplicaciones prácticas para futuras
investigaciones en nanotecnología verde, ya que actualmente no hay una
revisión sistemática o estudio compilatorio específicamente de hongos
endófitos con dicha utilidad teniendo en cuenta sus ventajas fisiológicas. MATERIALES Y
MÉTODOS Estrategia de
búsqueda La revisión sistemática se
realizó siguiendo las directrices PRISMA (Preferred Reporting Items for
Systematic Reviews and Meta-Analyses, 2020; Fuentes-Canosa, 2022). Se efectuó
una búsqueda exhaustiva en las bases de datos ScienceDirect, Scopus, Springer
Nature Link y el motor de búsqueda Google Scholar. La estrategia de búsqueda
integró descriptores DeCS/MeSH y agrovoc,
junto con términos libres, combinados mediante operadores booleanos. Esto
aseguró sensibilidad, especificidad y exhaustividad, incluyendo literatura
gris relacionada con la síntesis de NPm mediadas por hongos endófitos. La ecuación general de búsqueda
fue la siguiente: "endophytic fungi" AND
("metallic nanoparticles" OR "metal nanoparticles" OR
"myconanoparticles" OR "nanomaterials"). Se estableció un período de
búsqueda entre 2014 y 2024 para incluir estudios recientes sobre el tema. Los
resultados obtenidos fueron gestionados con Zotero, herramienta que facilitó
la eliminación de duplicados. |
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Proceso de
búsqueda y recolección de datos Los registros recuperados
mediante la ecuación de búsqueda fueron almacenados y ordenados en Microsoft
Excel, previa eliminación de duplicados en el referenciador Zotero (versión
7). Los criterios de inclusión consideraron
artículos originales en inglés publicados en
los últimos 10 años, que identificaran la especie de hongo endófito y
evaluaran la actividad antimicrobiana de las NPm producidas. Se excluyeron
estudios que no cumplieran estos parámetros. Para garantizar la
reproducibilidad del proceso, tres revisores aplicaron de manera
independiente la estrategia de búsqueda y los criterios de inclusión. Las
discrepancias en la selección de estudios fueron resueltas por consenso o, en
caso necesario, mediante la intervención de un cuarto revisor. Análisis de datos Se extrajo
información relevante sobre la taxonomía de los hongos endófitos, así como
las propiedades fisicoquímicas y la actividad antimicrobiana de las NPm. Los
hallazgos se resumieron mediante un análisis descriptivo, mientras que los
gráficos se elaboraron utilizando herramientas como Mapchart (versión 2024),
Copyicon (versión 2020). |
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RESULTADOS Se identificaron 278 artículos
mediante el protocolo de búsqueda (ScienceDirect: 22; Scopus: 65; Springer Nature Link: 129; Google Scholar: 62). Tras eliminar 98 duplicados, se evaluaron 216
publicaciones según título y resumen, descartándose 101 por no cumplir los
criterios de inclusión. Finalmente, se analizaron 115 artículos, de los
cuales 33 fueron excluidos, resultando en 82 estudios seleccionados para la
revisión sistemática (Figura 1). |
Figura 1. Diagrama de flujo del protocolo de búsqueda para la revisión
sistemática.
Fuente. Adaptada de Protocolo PRISMA (2020).
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Los 82 artículos
proceden de seis países (Figura
2), liderando la producción científica India (54) y
Egipto (19), seguidos de Corea del Sur (3) y China (3), Irak (2) y Arabia
Saudita (1). La concentración en Asia y África refleja un interés prioritario
en estas regiones, vinculado a su infraestructura y recursos científicos. |
Figura 2. País de origen de estudios analizados en la
revisión sistemática.
Fuente. Elaboración propia en
Mapchart.
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La Tabla 1 (ver anexo) resume los estudios revisados sobre la
producción de NPm por diversas especies de hongos. Entre 2014 y 2024, las
especies más reportadas fueron Aspergillus terreus y A. niger.
El hongo A. terreus destacó por producir diversas NPm (AgNP, ZnONP, CuONP,
entre otras), mientras que A. niger fue notable por su capacidad de
producir AgNP y ZnONP. Otras especies menos reportadas incluyen Penicillium
sclerotiorum, Trichoderma viride y Fusarium chlamydosporum. La Figura 3 muestra
las NPm fúngicas reportadas y sus formas predominantes. Las AgNP constituyen
el 65% de las NPm estudiadas, posicionando este metal como el más empleado en
la síntesis de NP antimicrobianas a partir de hongos endófitos. Las ZnONP
representan el 10,2%, mientras que las SeNP y AuNP alcanzan el 7 y 4,5 %,
respectivamente. |
Figura
3. Morfología más
frecuente de las NPm fúngicas en los artículos revisados.
Fuente. Elaboración propia en
Copiyicon.
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En cuanto a la morfología, las np esféricas predominan en un 83,3 %
para las AgNP y en un 100 % para las np
de Se y NiO. La forma de varilla es común en las MnONP y ZnO/MnONP (100 %).
También se identificaron formas hexagonales, cúbicas, polimórficas, aunque en
porcentajes menores (Figura 3). La Tabla 2 presenta los 68 microorganismos evaluados (bacterias,
hongos y levaduras) que fueron inhibidos por 13 tipos de NPm (Ag, Au, ZnO,
CuO, MnO, TiO2, Ag2O, Se, NiO, Fe3O4, Co3O4, ZnO/SeO y ZnO/MnO). Esta
tabla presenta un mapa de calor (heat-table) en el que los colores
varían de verde (menor cantidad de estudios) a rojo (mayor cantidad de
estudios). La escala de la derecha representa la frecuencia relativa de
reportes para cada combinación de nanopartícula y microorganismo. Entre las especies más
evaluadas, destaca E. coli, con inhibición por AgNP en 39 estudios,
seguida de Staphylococcus aureus (33), Pseudomonas aeruginosa
(24) y Klebsiella pneumoniae (16). |
Tabla 2. Distribución de estudios según la
inhibición de especies por NPm.
Fuente. Elaboración propia.
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DISCUSIÓN En esta revisión sistemática se encontró que
India y Egipto contribuyen con cerca del 89 % de las publicaciones
analizadas, lo cual evidencia no solo la magnitud del problema, sino también
el papel protagónico de estas naciones en el desarrollo de alternativas
frente a la ram (Murray et al.,
2022). En India, el empleo excesivo de antibióticos tanto en medicina humana
como en producción agrícola ha generado una presión selectiva significativa
sobre los microorganismos (O’Neill, 2016). Egipto enfrenta una situación
similar, agravada por el acceso limitado a medicamentos de calidad y a
tratamientos adecuados (Abdel-Hafez et al., 2016). Este panorama
refleja una realidad compartida en países de ingresos medios donde la
regulación farmacéutica y la educación sanitaria resultan aún insuficientes. Frente a esta crisis, emergen enfoques
sostenibles como la producción de nanopartículas metálicas (NPm) mediante
hongos endófitos, considerados sistemas biológicos eficientes para la
biosíntesis de materiales con actividad antimicrobiana (Bhattacharjee et
al., 2017). Estos hongos poseen la capacidad de secretar enzimas
reductoras y metabolitos secundarios que transforman iones metálicos en
nanopartículas estables a nanoescala (Sánchez-Fernández et al., 2013).
Este proceso, propio de la denominada “nanotecnología verde”, ofrece ventajas
frente a los métodos fisicoquímicos tradicionales por su menor impacto
ambiental, menor costo y condiciones operativas más suaves. Los resultados evidenciaron que las AgNP
constituyen el tipo más frecuente de NPm, representando el 65 % de las
reportadas en la literatura (Figura 3). Su amplio uso se relaciona con su
alta actividad antimicrobiana frente a bacterias Gram positivas y Gram
negativas, entre ellas E. coli, S. aureus, P. aeruginosa y K.
pneumoniae (Mwakalesi, 2023), microorganismos responsables de infecciones
hospitalarias persistentes y de elevada letalidad (Abdelkader et al.,
2022). Diversos estudios han confirmado también su acción sobre biopelículas
bacterianas, estructuras altamente resistentes a los tratamientos
convencionales (Rai et al., 2021), y su efectividad contra hongos
fitopatógenos que afectan cultivos agrícolas (Husain et al., 2023). El mecanismo de acción de las AgNP se asocia
principalmente con la liberación de iones de plata, que interactúan con
grupos tiol en proteínas y enzimas, generando radicales libres que alteran la
integridad celular (Akther et al., 2021). Además, se ha determinado
que su eficacia depende del tamaño y la forma de las nanopartículas: las de
menor tamaño (<10 nm) pueden penetrar la membrana e interactuar
directamente con el ADN, produciendo daños genéticos y detención del ciclo celular
(Rai et al., 2021). Por su parte, las nanopartículas con morfología
cúbica o en forma de barra presentan mayor capacidad de disrupción celular
por sus extremos afilados (Sumanth et al., 2020). Estos resultados
confirman que las propiedades fisicoquímicas estructurales son determinantes
en la bioactividad antimicrobiana de las AgNP y abren la puerta a la
optimización morfológica en procesos de biosíntesis controlada. Junto con las AgNP, esta revisión identificó
otras nanopartículas de interés, como las ZnONP (10,2%) y SeNP (7%), las
cuales exhiben actividad antibacteriana y antifúngica atribuida a sus
propiedades eléctricas, ópticas y a su alta reactividad superficial (Kumar et
al., 2022). Su efecto inhibitorio se ha documentado frente a patógenos
vegetales como Alternaria alternata, Aspergillus brasiliensis, Fusarium
oxysporum, Botrytis cinerea y Rhizoctonia solani (Sumanth et al.,
2020), evidenciando su potencial aplicación en manejo de enfermedades
agrícolas. En esta línea, Parisi et al. (2015) y Rico et al. (2015)
destacan la utilidad de las NPm en sistemas de diagnóstico molecular
miniaturizados, que permiten la detección rápida de fitopatógenos, reduciendo
el uso de agroquímicos y promoviendo la agricultura sostenible. Ray et al.,
(2023) complementan que estas estrategias minimizan la presión selectiva
sobre microorganismos benéficos y disminuyen el impacto ambiental de los
pesticidas convencionales. La diversidad de hongos endófitos descrita
en los estudios revisados (85 especies) respalda su papel como biofactorías
naturales de NPm. Entre ellos, destacan A. terreus y A. niger,
especies ampliamente distribuidas, con rápido crecimiento en medios simples
como Agar Papa Dextrosa (PDA) y elevada capacidad de producción de
metabolitos secundarios (El-Hawary et al., 2020). Esta versatilidad
metabólica no solo favorece la biosíntesis de nanopartículas, sino que
también sugiere posibles aplicaciones complementarias en la obtención de
compuestos bioactivos para usos farmacéuticos y agrícolas. En particular, los
hongos endófitos, por su relación simbiótica con las plantas, representan una
fuente sostenible de biomoléculas que contribuyen tanto a la protección vegetal
como al desarrollo de nanomateriales de interés industrial. Los hallazgos de esta revisión revelan una
tendencia creciente hacia la convergencia entre nanotecnología y agricultura.
De los 82 estudios analizados, 18 evaluaron la eficacia de NPm frente a
patógenos vegetales, destacando géneros como Aspergillus, Fusarium y
Alternaria (Tabla 2). Este aspecto cobra especial relevancia en países
como India, donde la agricultura representa el 18 % del PIB y la producción
de cereales (arroz, trigo y maíz) ocupa el tercer lugar a nivel mundial (FAO,
2023; Madhusudhan, 2015). Dado que estos cultivos son altamente vulnerables a
agentes bióticos (Pandey et al., 2023), las NPm sintetizadas por
hongos endófitos surgen como una alternativa viable para fortalecer la
bioseguridad alimentaria y reducir la dependencia de insumos químicos. En conjunto, los resultados comparativos de
esta revisión sistemática confirman que las nanopartículas metálicas
biosintetizadas por hongos endófitos constituyen una estrategia promisoria
frente a la RAM y los desafíos fitosanitarios. Su alta eficacia antimicrobiana,
la posibilidad de producción sostenible y su versatilidad funcional las
posicionan como herramientas biotecnológicas clave para la transición hacia
enfoques de salud y agricultura sostenibles. No obstante, persisten vacíos
relacionados con la estandarización de los métodos de síntesis y
caracterización, así como con la evaluación de su toxicidad y
biodegradabilidad, aspectos cruciales para garantizar su uso seguro a escala
industrial y ambiental. Finalmente, este trabajo aporta una síntesis
crítica y comparativa de la evidencia reciente, destacando tres
contribuciones principales: (i) la sistematización del conocimiento sobre
hongos endófitos como productores de NPm con potencial antimicrobiano; (ii)
la identificación de las propiedades estructurales (tamaño y forma) como
determinantes clave de su eficacia; y (iii) la articulación entre
nanotecnología verde, mitigación de la RAM y sostenibilidad agrícola. Estos
aportes reafirman el papel de la biotecnología fúngica como un eje
estratégico en el desarrollo de soluciones innovadoras y seguras para el
control microbiano y la protección ambiental. CONCLUSIONES Los resultados de esta revisión sistemática
confirman la amplia diversidad de hongos endófitos capaces de sintetizar
nanopartículas metálicas (NPm) con potencial antimicrobiano, destacándose A.
terreus y A. niger como especies predominantes. Entre los metales
analizados, la plata se consolidó como el de mayor uso y eficacia, mientras
que la morfología esférica de las nanopartículas fue la más frecuente,
características que se asocian con una mayor estabilidad coloidal y una
interacción más eficiente con las estructuras microbianas. Estos hallazgos
constituyen una base sólida para el diseño racional de futuras
investigaciones orientadas a optimizar las propiedades estructurales y
funcionales de las NPm para su aplicación en el control de patógenos de
relevancia clínica y agrícola. La evidencia recopilada también muestra una
marcada concentración geográfica de la producción científica, principalmente
en India y Egipto, lo que plantea limitaciones para la extrapolación global
de los resultados. Esta distribución desigual evidencia la necesidad de
promover estudios comparativos en diferentes contextos ecológicos y
taxonómicos, que consideren la variabilidad en las condiciones de cultivo, la
especie fúngica y los factores ambientales, todos ellos determinantes en la
síntesis y funcionalidad de las NPm. Asimismo, deben reconocerse posibles sesgos
de publicación, dado que los estudios con resultados positivos tienden a
tener mayor visibilidad, lo que podría sobreestimar la eficacia reportada de
las NPm. De igual modo, la falta de estandarización metodológica —en
variables como la concentración metálica, el pH, la fuente de carbono o los
métodos de caracterización— limita la reproducibilidad y la comparación entre
estudios. En consecuencia, la consolidación de protocolos homogéneos de
síntesis, purificación y evaluación biológica constituye un requisito
indispensable para avanzar hacia su aplicación segura a escala industrial. Finalmente, aunque las nanopartículas
metálicas fúngicas emergen como una alternativa sostenible y de amplio
espectro frente a la resistencia antimicrobiana y los fitopatógenos, su
implementación práctica exige investigaciones adicionales que evalúen su toxicidad,
biodegradabilidad y efectos ecotoxicológicos. Solo mediante la integración de
enfoques interdisciplinarios —entre la micología aplicada, la nanotecnología
verde y la microbiología ambiental— será posible trasladar estos avances al
desarrollo de bioproductos efectivos, seguros y ambientalmente responsables. Declaración de
conflicto de intereses. Los autores declararon no tener conflicto de
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