Estudo das raízes de Senna spectabilis: obtenção de biblioteca de fungos endofíticos para exploração racional fazendo uso da metabolômica e ferramentas quimiométricas

Abstract

Os produtos naturais desempenham um papel importante na descoberta e desenvolvimento de novos fármacos utilizados no tratamento de enfermidades, e com isso, a busca por novas fontes de substâncias com uso terapêutico tem se intensificado. Neste contexto, muitos estudos estão sendo desenvolvidos com fungos endofíticos, encontrados em diversas espécies de plantas, que são capazes de sintetizar uma diversidade de compostos que podem apresentar inúmeras atividades biológicas. Na literatura existem diversos trabalhos que tratam da utilização de fungos endofíticos isolados das partes aéreas da espécie Senna spectabilis, porém, não há estudos da composição desses microrganismos presentes nas raízes. Assim sendo, para uma compreensão adequada dessa espécie arbórea e de seus microrganismos, é importante um estudo minucioso da composição biológica e química de suas raízes. Portanto, este trabalho teve como objetivo realizar uma investigação racional da biodiversidade presente nas raízes de Senna spectabilis visto não haver nenhum registro dos fungos endofíticos encontrados nas raízes dessa espécie vegetal, e identificação dos compostos produzidos por estes microrganismos e estudos para avaliar a capacidade de atividades biológicos destes compostos. No total foram isoladas 14 cepas de fungos endofíticos provenientes das raízes. Dois dos fungos isolados foram identificados como Fusarium oxysporum, que apresentaram formas especiais. Foi realizado uma triagem dos extratos frente a diversos ensaios biológicos a fim de seguir um processo bioguiado com os extratos selecionados. Nesse quesito foram escolhidos os extratos SSR4 e SSR14, pois apresentaram maiores atividades frente a diversas linhagens bacterianas gram-positivas. Seus extratos foram avaliados para atividades antibacterianas e erradicação de biofilme. O ensaio de erradicação de biofilme apresentou os melhores resultados, com erradicação de até 99% do biofilme formado. Visando correlacionar a atividade observada com a química destas frações foram realizados experimentos como ensaios biológicos e análise de LC-MS para caracterizar as frações e permitir a tomada de decisão sobre a necessidade ou não de isolamento. As análises permitiram anotar 14 (quatorze) compostos, sendo 8 (oito) da classe eniatina e 6 (seis) da classe beauvericina as quais foram as principais responsáveis pelas atividades biológicas observadas.

Natural products play an important role in the discovery and development of new drugs used in the treatment of diseases, and by this means, the search for new sources of substances with therapeutic use has intensified. In this context, many studies are being developed with endophytic fungi, found in several species of plants, which are capable of synthesizing a diversity of compounds that can present numerous biological activities. In the literature, there are several studies that deal with the use of endophytic fungi isolated from the aerial parts of the species Senna spectabilis, however, there are no studies on the composition of these microorganisms present in the roots. Therefore, for a proper understanding of this tree species and its microorganisms, a detailed study of the biological and chemical composition of its roots is important. Therefore, this work aimed to carry out a rational investigation of the biodiversity present in the roots of Senna spectabilis, since there is no record of endophytic fungi found in the roots of this plant species, and to identify the compounds produced by these microorganisms and studies to evaluate the capacity of biological activities of these compounds. A total of 14 strains of endophytic fungi were isolated from the roots. Two of the isolated fungi were identified as Fusarium oxysporum, which presented special forms. The extracts were screened using several biological assays in order to follow a bioguided process with the selected extracts. In this regard, the extracts SSR4 and SSR14 were chosen, as they presented greater activities against several gram-positive bacterial strains. Their extracts were evaluated for antibacterial activities and biofilm eradication. The biofilm eradication assay presented the best results, with eradication of up to 99% of the biofilm formed. In order to correlate the observed activity with the chemistry of these fractions, a LC-MS analysis was performed to characterize the fractions and allow decision-making on the need for isolation or not. The analyses allowed the annotation of 14 (fourteen) compounds, 8 (eight) of which were from the eniatin class and 6 (six) from the beauvericin class, which were mainly responsible for the observed biological activities.