Investigação metabólica dos fungos endofíticos isolados de Tagetes patula e bioatividades utilizando a abordagem OSMAC e o UNIFI

Abstract

Os produtos naturais são utilizados pela humanidade desde os tempos imemoriais, principalmente no alívio de dores e cura de doenças. A partir dos levantamentos etnofarmacológicos, as plantas medicinais começaram a ter respaldo científico influenciando a propagação do conhecimento químico. O surgimento de equipamentos e técnicas analíticas complexas proporcionou uma investigação metabólica completa dedicada à busca de alvos moleculares e de compostos biologicamente ativos. Neste sentido, este trabalho tem como alvo de estudo os fungos Alternaria sp. e Collectotrichum sp. isolados como organismos endofíticos das folhas e raízes de Tagetes patula, pertencente ao bioma Cerrado. Estas espécies de microrganismos produzem metabólitos de interesse farmacológico e também apresentam muitos estudos químicos. Desta forma, a partir de um estudo bioguiado foi utilizada a abordagem OSMAC (One Strain Many Compounds) para a verificação da diversidade metabólica destes endófitos. Foram investigadas as atividades nematicida, antifúngicos, antibacteriana e citotóxica dos extratos destes microrganismos. Foram verificadas concentrações inibitórias mínimas (MIC) de 125 e 62,5 μg.mL-1 para os extratos dos endófitos frente a Candida albicans, e uma inibição de 92% e 99% frente às células HCT-116, referente à Collectotrichum sp. e Alternaria sp., respectivamente. Para o co-cultivo destes microrganimos foi constatado forte atividade antifúngica com MIC’s entre 15,6 a 31,25 μg.mL-1 frente aos patógenos dos gêneros Tricophyton e Cryptococcus e atividade anticâncer com inibição celular superior a 98%. Neste sentido, foram utilizadas ferramentas do estado da arte como cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC/MS), cromatografia líquida de alta eficiência acoplada ao detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD), cromatografia líquida de alta performance acoplada ao detector de tempo de vôo. (UPLC-qTOF-MS) e ressonância magnética nuclear (RMN). Em posse destes dados, foi empregada a análise na Plataforma Científica da Waters (UNIFI), e, foram anotados 35 metabólitos. Através do fracionamento utilizando a cromatografia líquida de alta eficiência de média pressão (MPLC-DAD) juntamente com o auxílio do Dionex-DAD, do UPLC/qTof-MS e dos experimentos de RMN foi proposta uma estrutura denominada 1,2,3,4-tetrahidro-5-hidróxinaftaleno-1-carbaldeído. Esta substância ainda não havia sido relatada em um fungo endofítico ou em plantas, e não existem estudos a respeito da sua biossíntese. Desta forma, pode-se dizer que as técnicas analíticas utilizadas neste estudo bioguiado foram essenciais para a determinação estrutural da estrutura proposta, bem como na identificação dos metabólitos secundários produzidos pelos endófitos.

Natural products have been used by mankind since morial times, and they are used not immemorial for diseases and curing diseases. From the surveys, medicinal plants began to influence research and chemical knowledge. The study of molecular equipment and specific molecular analysis of comprehensive research of fully integrated molecular equipment and molecular research. In this sense, this work aims to study the fungi Alternaria sp. and Collectotrichum sp. isolated as endophytes from the leaves and roots of Tagetes patula, belonging to the Cerrado biome. Species of microscopic microorganisms are also the metabolites of chemical interest and present many chemical studies. Thus, a bioguided study used the OSMAC (One Strain Many Compounds) approach to verify the metabolic diversity (endophytes). The nematicidal, antifungals, antibacterial and cytotoxic activities of the extracts were investigated. Minimum inhibirory concentrations (MIC) of 125 and 62,5 μg.mL-1 were verified for the endophyte extracts against Candida albicans, and a inhibition of 92% and 99% against HCT-116 cells, referring to Collectotrichum sp. and Alternaria sp., respectively. For the co-cultivation of these microrganisms, Strong antifungal activity was found with MIC’s range 15,6 and 31,25 μg.mL-1 against pathogens Tricophyton and Cryptococcus genera and anticâncer activity with cell growth greater than 98%. In this sense, use state-of-the-art tools such as gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS), high performance liquid chromatography coupled to a diode array detector (HPLC-DAD), high performance liquid chromatography coupled to the detector of flight time. (UPLC/Qtof-MS) and nuclear magnetic resonance (NMR). In possession of these data, analysis was performed on the Waters Scientific Platform (UNIFI), and 35 metabolites were recorded. Through the fractionation using in pressure media high performance liquid chromatography (MPLC-DAD) and other techniques such as Dionex-DAD, UPLC/qTof-MS and NMR experiments was proposed a structure named 1,2,3,4-tetrahydro-5-hydroxinaphtalene-1-carbaldehyde. This substance had not been reported in na endophytic fungus or in plants, and there are no studies about its biosynthesis. Thus, it can be said that the analytical techniques used in this bioguided study were essential for the structural determination of the proposed structure, as well as the identifcation of secondary metabolites produced by endophytes.