Prospecção da quimiodiversidade do fungo Annulohypoxylon atroroseum, isolado da alga Dichotomaria marginata, por OSMAC, análise de voláteis e redes moleculares

Abstract

A diversidade química de metabólitos produzidos por microrganismos associados a organismos marinhos tem se destacado como uma das mais promissoras fontes de compostos bioativos com aplicações farmacológicas, agrícolas e industriais. Neste contexto, a presente tese teve como objetivo investigar o perfil metabólico do fungo endofítico Annulohypoxylon atroroseum, isolado da alga vermelha Dichotomaria marginata, com vistas à prospecção de metabólitos biologicamente ativos. Foram aplicadas estratégias experimentais voltadas à ampliação da quimiodiversidade, como o cultivo em cinco meios de cultivo distintos, utilizando-se da estratégia OSMAC, e a análise de compostos orgânicos voláteis fúngicos (COVf). As análises químicas foram conduzidas por técnicas cromatográficas e espectrometria de massas, com tratamento de dados por redes moleculares na plataforma GNPS. Os resultados evidenciaram significativa variação nos perfis metabólicos em função das condições de cultivo, com detecção de compostos polares e apolares distribuídos em diferentes classes estruturais, como lactonas macrocíclicas, nucleosídeos e lipídios fosfatados. A análise do volatiloma revelou a produção de 18 compostos, incluindo terpenoides, como o eucaliptol, detectado na maioria das condições, derivados de azuleno e cariofileno, cuja expressão foi modulada principalmente pelo tempo de cultivo. Ensaios citotóxicos frente à linhagem HCT-116 de adenocarcinoma de cólon revelaram inibição de 94 e 98% para os extratos obtidos a partir dos cultivos em extrato de malte e PDB, sugerindo a presença de substâncias com potencial antiproliferativo. O conjunto dos dados obtidos reforça o potencial de A. atroroseum como fonte de metabólitos bioativos e destaca a eficácia de abordagens integradas em bioprospecção microbiana. Este trabalho contribui com a agenda ONU 2030 e os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), especialmente o ODS 3 (Saúde e Bem-Estar), o ODS 9 (Indústria, Inovação e Infraestrutura) e o ODS 14 (Vida na Água), ao promover o uso sustentável da biodiversidade marinha em benefício da inovação científica e tecnológica.

The chemical diversity of metabolites produced by microorganisms associated with marine organisms has emerged as one of the most promising sources of bioactive compounds with pharmacological, agricultural, and industrial applications. In this context, the present thesis aimed to investigate the metabolic profile of the endophytic fungus Annulohypoxylon atroroseum, isolated from the red alga Dichotomaria marginata, with a focus on the prospecting of biologically active metabolites. Experimental strategies aimed at expanding chemodiversity were applied, including cultivation in five different media using the OSMAC strategy, as well as the analysis of fungal volatile organic compounds (fVOC). Chemical analyses were conducted using chromatographic techniques and mass spectrometry, with data processing through molecular networking on the GNPS platform. The results revealed significant variation in metabolic profiles as a function of culture conditions, with the detection of both polar and nonpolar compounds distributed across different structural classes, such as macrolactones, nucleosides, and phosphorylated lipids. Volatilome analysis revealed the production of 18 compounds, including terpenoids such as eucalyptol, detected under most conditions, as well as azulene and caryophyllene derivatives, whose expression was primarily modulated by cultivation time. Cytotoxic assays against the HCT-116 colon adenocarcinoma cell line demonstrated 94% and 98% inhibition for extracts obtained from malt extract and PDB cultures, respectively, suggesting the presence of substances with antiproliferative potential. The overall findings reinforce the potential of A. atroroseum as a source of bioactive metabolites and highlight the effectiveness of integrated approaches in microbial bioprospecting. This work aligns with the United Nations 2030 Agenda and the Sustainable Development Goals (SDGs), particularly SDG 3 (Good Health and Well-Being), SDG 9 (Industry, Innovation, and Infrastructure), and SDG 14 (Life Below Water), by promoting the sustainable use of marine biodiversity in support of scientific and technological innovation.