Exploração in vitro do potencial virucida de óleos essenciais de Eucalyptus exserta,  Eucalyptus staigeriana, Eucalyptus leptophleba  e do 1,8-Cineol contra o vírus da dengue tipo 1 e  investigação de correlações entre seus efeitos e variações genômicas virais

A dengue, causada pelo vírus DENV (família Flaviviridae), permanece como importante problema de saúde pública, sem terapia antiviral específica consolidada. Produtos naturais, em especial óleos essenciais de Eucalyptus, e seu principal constituinte, 1,8-cineol, apresentam propriedades farmacológicas que justificam sua investigação como potenciais agentes antivirais contra DENV-1. Assim, o objetivo consistiu em avaliar in vitro a atividade antiviral dos óleos essenciais das folhas de Eucalyptus exserta, E. staigeriana e E. leptophleba e do 1,8-cineol contra DENV-1, além de caracterizar geneticamente três isolados clínicos e explorar correlações entre perfis genômicos e resultados dos ensaios in vitro. A citotoxicidade dos óleos essenciais e do 1,8-cineol foi avaliada previamente em células Vero. Ensaios antivirais in vitro foram conduzidos nas modalidades virucida e anti-infecção, com avaliação por observação do efeito citopático (microscopia) e por ensaio colorimétrico com neutral red (indicador de metabolismo celular), seguidos de quantificação da carga viral por RT-qPCR para as concentrações que se mostraram efetivas. Adicionalmente, os isolados virais foram caracterizados por análise bioinformática de dados de sequenciamento NGS previamente gerados, envolvendo o alinhamento do genoma dos isolados clínicos virais utilizando ferramentas a ferramenta BWA-MEM e sua indexação utilizando o pacote Samtools, bem como análise de variantes genômicas através de ferramentas de como LoFreq, Bcftools e SnpEff. Ensaios in vitro em células Vero indicaram manutenção parcial da atividade metabólica celular frente à infecção por DENV-1 em baixas concentrações dos óleos essenciais (1,95 µg/mL e 0,97 µg/mL para E. leptophleba e E. staigeriana no ensaio virucida; 0,97 µg/mL para E. exserta no ensaio anti-infecção); contudo, a ausência de redução consistente da carga viral e a presença de efeito citopático indicam que os compostos não exerceram ação antiviral. A preservação parcial do metabolismo celular observada sob infecção viral pelas amostras tratadas pode estar associada à modulação de respostas celulares ao estresse, por mecanismos ainda não elucidados e que demandam validação experimental adicional. A análise genômica revelou predominância de variantes sinônimas e presença de variantes missense, reforçando a necessidade de estudos futuros com isolados clínicos para avaliar possíveis impactos funcionais dessas variações.

Abstract (english)

Dengue, caused by the DENV virus (family Flaviviridae), remains a significant public health problem, with no established specific antiviral therapy. Natural products, especially Eucalyptus essential oils and their main constituent, 1,8-cineole, exhibit pharmacological properties that justify their investigation as potential antiviral agents against DENV-1. Thus, the objective was to evaluate in vitro the antiviral activity of the essential oils from the leaves of Eucalyptus exserta, E. staigeriana, and E. leptophleba and of 1,8-cineole against DENV-1, as well as to genetically characterize three clinical isolates and explore correlations between genomic profiles and in vitro assay results. The cytotoxicity of the essential oils and 1,8-cineole was first assessed in Vero cells. In vitro antiviral assays were conducted in virucidal and anti-infection modalities, with evaluation by observation of cytopathic effect (microscopy) and by colorimetric assay using neutral red (an indicator of cellular metabolism), followed by quantification of viral load by RT-qPCR for the concentrations that proved effective. Additionally, the viral isolates were characterized by bioinformatic analysis of previously generated NGS sequencing data, involving alignment of the clinical viral isolate genomes using the BWA-MEM tool and indexing with the Samtools suite, as well as genomic variant analysis through tools such as LoFreq, Bcftools, and SnpEff. In vitro assays in Vero cells indicated partial preservation of cellular metabolic activity in the face of DENV-1 infection at low concentrations of the essential oils (1.95 µg/mL and 0.97 µg/mL for E. leptophleba and E. staigeriana in the virucidal assay; 0.97 µg/mL for E. exserta in the anti-infection assay); however, the absence of consistent reduction in viral load and the presence of cytopathic effect indicate that the compounds did not exert antiviral activity. The partial preservation of cellular metabolism observed under viral infection in treated samples may be associated with modulation of cellular stress responses by mechanisms not yet elucidated and requiring additional experimental validation. Genomic analysis revealed a predominance of synonymous variants and the presence of missense variants, underscoring the need for future studies with clinical isolates to evaluate potential functional impacts of these variations.

Keywords

Dengue , Eucaliptol , 1,8-cineol , Variantes genômicas , E. staigeriana , E. leptophleba , E. exserta , Agentes antivirais , Atividade virucida , Dengue tipo 1 , Dengue virus , Dengue fever , Eucalyptus , Antiviral activity , Virucide , 1,8-cineole

Language

Portuguese

Citation

LYRA, Maria Letícia de Oliveira. Exploração in vitro do potencial virucida de óleos essenciais de Eucalyptus exserta, Eucalyptus staigeriana, Eucalyptus leptophleba e do 1,8-Cineol contra o vírus da dengue tipo 1 e investigação de correlações entre seus efeitos e variações genômicas virais. 2026. Dissertação (Mestrado em Biologia Geral e Aplicada) - Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Botucatu, 2026.