Triagem fenotípica da atividade antibacteriana de extratos naturais e compostos sintéticos

Abstract

A resistência bacteriana representa uma crescente e preocupante ameaça à saúde pública em todo o mundo, especialmente com a emergência de microrganismos multidroga-resistentes. Nas últimas décadas, a conscientização sobre essa ameaça global aumentou consideravelmente e diversas iniciativas políticas e de pesquisas foram implementadas para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. Entretanto, alguns obstáculos encontrados nos âmbitos científicos, regulatórios e econômicos, tem atrasado este processo. Este estudo teve como objetivo avaliar a potencial atividade antibacteriana de compostos isoxazólicos e extratos naturais obtidos de laboratórios da Universidade Federal de Santa Catarina e também via plataforma open source Pathogen Box®, contra isolados bacterianos caracterizados e clinicamente relevante de Bacilos Gram-negativos, S. aureus e Enterococcus spp. Os compostos isoxazólicos e os extratos naturais não apresentaram atividade inibitória nas concentrações avaliadas na etapa de triagem. Os compostos do Pathogen Box® foram avaliados na concentração de 100 µM contra as cepas sensíveis: Escherichia coli (ATCC® 25922) e Staphylococcus aureus (ATCC® 29213), em que 69 compostos apresentaram atividade inibitória de crescimento. A Concentração Inibitória Mínima (CIM) desses compostos foi determinada contra as cepas resistentes: i) E. coli resistente à polimixina (MCR-1), para a qual 3 compostos apresentaram CIM = 50µM (MMV004168, MMV228911 MMV675997); e ii) contra a cepa de S. aureus resistente à meticilina (MRSA), para a qual 6 compostos tiveram CIM entre 25µM ? 0,78µM (MMV688771, MMV020537, MMV688756, MMV687700, MMV687699, MMV021057). Os nossos resultados demonstraram promissora atividade contra S. aureus da sutezolida (MMV688756), independente do mecanismo de resistência apresentado pela bactéria, com baixa CIM, inferior à concentração citotóxica 50% em células HepG2 e com índice de seletividade = 8. Esses resultados preliminares de atividade antibacteriana da sutezolida são promissores e podem embasar estudos adicionais in vitro e in vivo. O Pathogen Box® demonstra ser uma excelente ferramenta open source que auxilia na pesquisa e investigação destas moléculas promissoras e pode ser um assistente potente nos estágios iniciais do reaproveitamento de medicamentos.

Abstract: Bacterial resistance is an evergrowing threat to public health worldwide, especially with the emergence of multi-drug resistant microorganisms. In recent decades, an awareness of this global threat has risen considerably and several policy and research initiatives have been implemented in developing new antimicrobials. However, some obstacles faced in the scientific, regulatory and economic spheres have delayed this process. This study aimed to evaluate the potential antibacterial activity of isoxazole compounds and natural extracts obtained from laboratories of the Federal University of Santa Catarina and also via open source platform Pathogen Box® against characterized and clinically relevant bacterial isolates of Gram-negative bacillus, S. aureus and Enterococcus sp. The isoxazole compounds and the natural extracts showed no inhibitory activity at the concentrations evaluated at the screening stage. Pathogen Box® compounds were evaluated at a concentration of 100 µM against sensitive strains: Escherichia coli (ATCC® 25922) and Staphylococcus aureus (ATCC® 29213), in which 69 compounds showed growth inhibitory activity. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of these compounds was determined against the resistant strains: i) polymyxin resistant E. coli (MCR-1), where 3 compounds had MIC = 50µM (MMV004168, MMV228911 MMV675997); and ii) against the methicillin resistant S. aureus strain (MRSA), for which 6 compounds presented MICs between 25µM ? 0,78µM (MMV688771, MMV020537, MMV688756, MMV687700, MMV687699, MMV021057). Our results showed promising activity of sutezolid (MMV688756) against S. aureus regardless of the bacterial resistance mechanism, with low MIC, below the 50% cytotoxic concentration in HepG2 cells and with selectivity index = 8. These preliminary results concerning the antibacterial activity of sutezolid are promising and may support further in vitro and in vivo studies. Pathogen Box® proves to be an excellent open source tool that assists in the research and investigation of these promising molecules and can be a potent assistant in the early stages of drug repurposing.