Bioprospecção de compostos com potencial atividade antibacteriana e antiTrypanosoma cruzi a partir do biobanco de fungos endofíticos de plantas de mangue da Ilha de Santa Catarina

Abstract

O protozoário Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas, afeta cerca de 6 milhões de pessoas no mundo e o tratamento desta parasitose conta com apenas dois medicamentos disponíveis, ambos desenvolvidos na década de 1960. Na mesma linha, a resistência aos antimicrobianos é um dos maiores problemas para saúde pública e novas alternativas de tratamento para infecções causadas por bactérias são necessárias. Fungos endofíticos se constituem em uma fonte potencial para prospecção de biomoléculas com potencial biotecnológico e farmacológico. O presente estudo buscou identificar novos compostos com atividade antitripanosoma e antibacteriana a partir de fungos endofíticos de plantas de mangue utilizando uma abordagem bioguiada. A partir do cultivo de 12 fungos endofíticos em substrato sólido, foram produzidos 21 extratos totais por maceração química com os solventes diclorometano (DCM) e metanol (MeOH). Na triagem contra formas epimastigotas de cultura de T. cruzi, os extratos totais DCM dos fungos Arthrinium sp., Trichoderma longibrachiatum e Stemphylium sp., na concentração de 50 μg/ml reduziram o crescimento do parasito em 20,91%, 40,49% e 63,50%, respectivamente. A concentração inibitória a 50% (CI50) contra as formas amastigotas de T. cruzi mostrou valores de C50 de 5,40, 27,40 e 37,24 μg/ml, com índice de seletividade (IS) de 8,42, 9,77 e 6,17, respectivamente. A citotoxicidade 50% (CC50) para a linhagem celular THP-1 dos mesmos fungos variou de 45,49 a 267,67 μg/ml. Na avaliação antibacteriana contra bactérias Gram positivas E. faecalis e S. aureus e Gram negativas E. coli e P. aeruginosa, nenhum dos extratos totais apresentou atividade nas concentrações de 50 e 500 μg/ml. A partir do particionamento foram obtidas 7 frações particionadas (Hexano (Hex), Acetato de Etila (AcOEt), n-butanol e residual água). A triagem contra formas epimastigotas de T. cruzi revelou que o extrato particionado AcOEt dos fungos T. longibrachiatum e Stemphylium sp., reduziram o crescimento parasitário em 52,00% e 51,97%, respectivamente, na concentração de 50 μg/ml, mas não tiveram atividade relevante contra formas tripomastigotas de T. cruzi. A CC50 para a linhagem THP-1 foi de 95,20 μg/ml e 168,27 μg/ml, respectivamente, e contra as formas amastigotas de T. cruzi, a CI50 de 207,77 e 184,97 μg/ml, resultando em IS baixos (0,46 e 0,91), respectivamente. O extrato particionado ativo AcOEt do fungo Stemphylium sp. foi fracionado por cromatografia flash Isolera gerando 6 frações pré purificadas. A fração mais pura Hex 60: 40 AcOEt e de maior rendimento, foi submetida a purificação em coluna C18 e análise por CLUEESI-EM. Foram obtidas 91 subfrações purificadas, e destas, 3 sequências de subfrações foram agrupadas por similaridade e submetidas às análises por CLUEESI-EM. Foram identificados 5 compostos majoritários (bisvertinol, bisvertinolona, diidrobisvertinol, diidrosorbicilinol e 10-11 dihidrobisvertinolona), pertencentes ao grupo de compostos naturais sorbicilinóides, sendo os potenciais responsáveis pela atividade biológica observada.

Abstract: The protozoan Trypanosoma cruzi, which causes Chagas disease, affects around 6 million people worldwide and the treatment of this parasite has only two drugs available, both developed in the 1960s. In the same vein, resistance to antimicrobials is one of the Greater public health problems and new treatment alternatives for infections caused by bacteria are possible. Endophytic fungi are a specific potential source for prospecting biomolecules with biotechnological and pharmacological potential. The present study sought to identify new compounds with antitrypanosome and antibacterial activity from endophytic fungi of mangrove plants using a bioguided approach. From the cultivation of 12 endophytic fungi on a solid substrate, 21 total extracts were produced by chemical maceration with the solvents dichloromethane (DCM) and methanol (MeOH). In screening against epimastigote forms of T. cruzi culture, DCM total extracts of the fungi Arthrinium sp., Trichoderma longibrachiatum and Stemphylium sp., at a concentration of 50 μg/ml reduced parasite growth by 20.91%, 40,49 % and 63.50%, respectively. The 50% inhibitory concentration (IC50) against the amastigote forms of T. cruzi showed C50 values of 5.40, 27.40 and 37.24μg/ml, with a selectivity index (SI) of 8.42, 9 .77 and 6.17, respectively. The 50% cytotoxicity (CC50) for the THP-1 cell line of the same fungi ranged from 45.49 to 267.67μg/ml. In the antibacterial evaluation against Gram positive bacteria E. faecalis and S. aureus and Gram negative E. coli and P. aeruginosa, none of the total extracts showed activity at concentrations of 50 and 500 μg/ml. From the partitioning, 7 partitioned fractions were obtained (Hexane (Hex), Ethyl Acetate (AcOEt), n-butanol and waste water). A screening against epimastigote forms of T. cruzi revealed that the EtOAc partitioned extract of the fungi T. longibrachiatum and Stemphylium sp., reduced parasitic growth by 52.00% and 51.97%, respectively, at a concentration of 50 μg/ml, but had no relevant activity against trypomastigote forms of T. cruzi. The CC50 for the THP-1 lineage was 95.20 μg/ml and 168.27 μg/ml, respectively, and against the amastigote forms of T. cruzi, an IC50 of 207.77 and 184.97 μg/ml, resulting in low IS (0.46 and 0.91), respectively. The active partitioned extract AcOEt from the fungus Stemphylium sp. was fractionated by Isolera flash chromatography generating 6 prepurified fractions. The purest fraction Hex 60: 40 AcOEt and with the highest yield, was subjected to purification on the C18 column and analysis by CLUE-ESI-EM. 91 purified subfractions were obtained, and these, 3 subfraction sequences were grouped by similarity and subjected to investigations by CLUE-ESI-EM. 5 major compounds were identified (bisvertinol, bisvertinolone, dihydrobisvertinol, dihydrosorbicillinol and 10-11 dihydrobisvertinolone), belonging to the group of natural sorbicillinoid compounds, being potentially responsible for the observed biological activity.