Bioprospecção de produtos naturais antibacterianos de espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica

Abstract

As infecções causadas por bactérias representam atualmente sério problema de saúde pública, o que é agravado pela resistência dos patógenos aos antibióticos. Os metabólitos secundários bioativos oriundos de plantas podem contribuir para o desenvolvimento de novos antibacterianos, tornando estratégica a investigação desses compostos. BIOPROS Extracts Library (BEL) é uma coleção de extratos de árvores nativas da Mata Atlântica direcionada à pesquisa de bioprospecção farmacêutica. Nessa coleção, os extratos foram obtidos de folhas e caules de diferentes espécies, utilizando solventes extratores de diferentes polaridades. O objetivo deste trabalho foi bioprospectar produtos naturais antibacterianos oriundos de espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica. Os extratos da BEL foram escolhidos aleatoriamente para investigação da atividade antibacteriana e 96 extratos de 24 espécies a uma concentração de 50 mg/mL foram submetidos ao teste de difusão em ágar. Para os extratos que apresentaram atividade determinou-se a concentração inibitória mínima (CIM) e para aqueles que não inibiram o crescimento bacteriano, avaliou-se a atividade antibiofilme. Um total de 37 extratos apresentou atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus ATCC 29213 e/ou Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. O fracionamento biomonitorado e testes fitoquímicos foram realizados com o extrato orgânico de folhas de Miconia latecrenata (DC.) Naudin (EOFML) que obteve CIM de 0,31mg/mL para S. aureus e 2,5 mg/mL para P. aeruginosa. À fração ativa foi realizada a identificação dos compostos químicos por UPLC-UV-MS, além do teste para avaliação do efeito bactericida ou bacteriostático e interação extrato/antibiótico pelo método checkerboard. O fracionamento biomonitorado do EOFML reduziu pela metade da CIM para P. aeruginosa na fração de acetato de etila. Para S. aureus não houve diminuição da CIM, o que sugere um sinergismo entre as classes de metabólitos encontradas. O EOFML mostrou ação bacteriostática sobre S. aureus e apresentou sinergismo com ampicilina e tetraciclina para S. aureus, P. aeruginosa e Bacillus subtilis. Identificaram-se, na fração de acetato de etila, o flavonoide quercetina e derivados, que podem ser os responsáveis pela atividade antibacteriana. Os extratos orgânicos de folhas de Syzygium jambos (L.) Alston e folhas e caules de Inga cylindrica (Vell.) Mart demonstraram forte atividade sobre a formação de biofilme de S. epidermidis NRS101 ATCC 359883. Os resultados mostraram que essas espécies são promissoras para descoberta de novos antibióticos.

Currently, infections caused by bacteria represent a serious public health problem that is exacerbated by antibiotic resistance. Secondary bioactive metabolites from plants can contribute for the development of novel antimicrobial making the investigation of these compounds of strategic importance. BIOPROS Extracts Library (BEL) is a collection of extracts from native trees in the Brazilian Atlantic Forest directed for bioprospecting investigations. The extracts were obtained from leaves and twigs of differents species with solvent extractors of differents polarities. The aim of this work was bioprospecting of native arboreal species in the Brazilian Atlantic Forest for new antimicrobials. BEL extracts were randomly selected for antimicrobial activity investigation, 96 extracts from 24 species were submitted to agar-diffusion testing at a concentration of 50 mg/mL. For the extracts that presented antimicrobial activity, the minimum inhibitory concentration (MIC) was determined. For those that did not inhibit bacterial growth, the anti-biofilm activity was evaluated. A total of 37 extracts presented antimicrobial activity against Staphylococcus aureus ATCC 29213 and/or Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. The biomonitoring fractionation and phytochemical assay were performed with the organic extract of leaves of Miconia latecrenata (DC.) Naudin (EOFML), which obtained a MIC of 0,31 mg/mL for S. aureus and 2,5 mg/mL for P. aeruginosa.These tests were accomplished by biomonitoring fractionation through liquid-liquid partition. Chemical compounds were identified in the active bacteriostatic fraction testing through and UPLC-UV-MS, extract/antibiotic besides interaction bactericidal testing or through checkerboard method. Biomonitoring fractionation of the ethyl acetate fraction of EOFML reduced MIC to half against P. aeruginosa. There were no reductions for S. aureus what suggest synergism among the settled classes of metabolites. EOFML demonstrated bacteriostatic activity against S.aureus. It also presented synergism with ampicillin and tetracycline against S. aureus, P. aeruginosa and B. subtilis. The flavonoid quercetin and derivatives were identified in the ethyl acetate fraction which may be responsible for the antimicrobial activity. Organic extracts of Syzygium jambos (L.) Alston leaves and Inga cylindrica (Vell.) Mart leaves and stalks demonstrated strong activity on S. epidermidis NRS101 ATCC 359883 biofilm formation. The results showed the species evaluated in this work hold promising potential for new antibiotic discoveries.