Produção de colorantes naturais por cultivo submerso de Talaromyces amestolkiae e avaliação do seu potencial como agente fotossensibilizador para terapia fotodinâmica antimicrobiana

Abstract

Nos últimos anos, há uma tendência na substituição dos colorantes sintéticos por naturais, os quais podem ser obtidos por via biotecnológica, utilizando-se microrganismos como os fungos filamentosos. A produção por via biotecnológica possibilita a produção em larga escala sem estar sujeita a sazonalidade como os colorantes oriundos de plantas e amplia a produção destas biomoléculas que apresentam grande aplicabilidade em diversos setores industriais, como o alimentício, farmacêutico e têxtil. Além disso, a habilidade dos colorantes de absorver luz e formar espécies reativas de oxigênio com elevada eficiência possibilita que atuem como fotossensibilizadores na Terapia Fotodinâmica (TFD). Esta técnica apresenta-se como uma potencial alternativa a diversos tratamentos, devido sua alta eficiência antimicrobiana, seletividade e caráter não invasivo. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade fotossensibilizadora de colorantes produzidos por cultivo submerso de Talaromyces amestolkiae. Os cultivos foram conduzidos em agitador orbital por 168 h/30°C/150 rpm/pH inicial 5,0, variando-se a concentração de glicose (7,5 e 10 gL-1), sulfato de magnésio (0,012 e 0,024 gL-1) e glutamato monossódico, GMS, (30 e 35 gL-1). A maior produção de colorantes vermelhos, 27,84 UA500nm, foi obtida empregando-se 7,5 gL-1 de glicose, 0,012 gL-1 sulfato de magnésio e 30 gL-1 de GMS. A partir dos resultados obtidos observou-se que alta disponibilidade de nutrientes favorece o crescimento de biomassa em detrimento da produção de colorantes, que são majoritariamente produzidos ao final do bioprocesso, quando há exaustão de glicose no meio. Nos ensaios de TFD, nem o caldo fermentado contendo os colorantes na ausência de irradiação, nem a luz isoladamente ocasionaram efeitos citotóxicos, sendo estes gerados somente com a combinação do fotossensibilizador (colorante) e a luz. Na concentração de 50% (v/v) do caldo fermentado houve redução microbiana total para Escherichia coli e Staphylococcus aureus, 3,15 log10 para Enterococcus facelis e 6,4 log10 para Cutibacterium acnes. A 25% (v/v) apenas E. coli, C. acnes, S. aureus apresentaram valores estatisticamente significativos, com redução total, 2,94 log10 e 0,61 log10 respectivamente. Nos ensaios de photobleaching, observou-se que os colorantes não são fotodegradados completamente nas concentrações (25 e 50% (v/v)) e dose de luz (80 J/cm²) estudadas. Nos experimentos para detecção indireta de oxigênio singleto, os resultados demonstraram que não há formação desta espécie reativa, sugerindo que a morte microbiana pode estar associada à outras espécies reativas de oxigênio, como ânion superóxido, radical hidroxila ou peróxido de hidrogênio. Portanto, os colorantes presentes no caldo fermentado de T. amestolkiae apresentaram-se promissores para o uso em TFD, não sendo tóxicos na ausência de luz e solúveis em meio aquoso, além de proporcionar altas reduções microbianas quando irradiados com uma fonte de luz no comprimento de onda de 460 nm.