Avaliação antibacteriana e antibiofilme associada a metabolômica para identificação de substâncias bioativas: um estudo sobre espécies de Combretum (Combretaceae)

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dc.contributor.advisorTrentin, Danielle da Silvapt_BR
dc.contributor.advisor-coSilva, Denise Brentan dapt_BR
dc.contributor.authorBarros, Thayná Fernandespt_BR
dc.date.accessioned2023-06-21T20:56:11Z
dc.date.accessioned2023-10-09T13:21:44Z
dc.date.available2023-06-21T20:56:11Z
dc.date.available2023-10-09T13:21:44Z
dc.date.date-insert2023-06-21
dc.date.issued2021
dc.descriptionDissertação (Mestrado)-Programa de Pós-Graduação em Biociências, Fundação Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre.pt_BR
dc.description.abstractEspécies de Combretaceae têm sido utilizadas na medicina popular para tratar doenças inflamatórias e infecciosas, e diversos metabólitos secundários já foram descritos para algumas espécies do gênero Combretum. Infecções causadas por Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa são reconhecidas como desafios clínicos dado o grau de virulência dos mesmos e resistência a múltiplos antibacterianos. Neste sentido, a terapia antivirulência, que visa atenuar a virulência sem inibir o crescimento bacteriano, representa uma abordagem alternativa para controlar infecções bacterianas com menor pressão para o surgimento de populações resistentes. Dessa forma, a aplicação de técnicas metabolômicas e análises de dados têm se mostrado ferramentas atrativas para acelerar a descoberta de fármacos. Sendo assim, este estudo teve como objetivos avaliar a atividade antibacteriana e antibiofilme das espécies C. laxum, C. leprosum e C. lanceolatum frente a duas bactérias-padrão, e identificar, através do perfil metabólico e comprovação experimental, os fitocompostos bioativos. Folhas e cascas das três espécies foram coletadas na região do Pantanal, no estado do Mato Grosso do Sul, em 2016. O material vegetal foi submetido à extração acelerada por solvente e a composição química de cada extrato foi determinada por CLAE-DAD-EM. Os extratos foram avaliados frente à S. aureus ATCC 25904 e P. aeruginosa ATCC 27853 quanto à atividade antibacteriana, através da técnica de microdiluição em caldo, e atividade de inibição de biofilme, pela técnica de cristal violeta. Os extratos hidrometanólicos das três espécies apresentaram maior inibição da formação de biofilme de S. aureus sem inibir o crescimento, no entanto não foram ativos para P. aeruginosa. As análises de correlação de Pearson r sugeriram 35 metabólitos como possíveis substâncias responsáveis pela ação antibiofilme de S. aureus. Destas, 18 substâncias foram adquiridas comercialmente e avaliadas in vitro. Os flavonoides luteolina, miricetina e quercetina inibiram a formação de biofilme de S. aureus, porém o precursor de taninos hidrolisáveis, ácido elágico, foi a substância mais ativa inibindo 73% da formação de biofilme (5 μM) sem afetar o crescimento bacteriano. Não foram observadas interações sinérgicas entre as quatro substâncias ativas. Considerando que flavonoides glicosilados e açúcares simples apresentaram correlação positiva com a atividade antibiofilme de S. aureus, o efeito de açúcares sobre o crescimento e a virulência bacteriana foi aprofundado. Açúcares simples, identificados nas espécies Combretum, não foram ativos contra S. aureus e também não aumentaram a ação antibiofilme das quatro substâncias acima citadas. Em estudo de revisão da literatura observamos que, flavonoides glicosilados têm menor ação antibacteriana e antivirulência do que as respectivas agliconas frente a distintas bactérias. Esta dissertação evidenciou a aplicaçãoda metabolômica para o direcionamento de substância biotivas, conferindo agilidade e menor custo no processo de identificação de protótipos. As substâncias polares das espécies de Combretum demonstraram-se mais ativas na prevenção da formação de biofilme de S. aureus, dentre as quais destacamos o ácido elágico e a turicina para prosseguir em estudos futuros. Substâncias antibiofilme podem potencialmente ser utilizadas como coadjuvantes no tratamento de infecções e no desenvolvimento de superfícies menos propensas à adesão bacteriana, fundamental na redução de infecções associadas à dispositivos médicos.pt_BR
dc.description.abstract-enSpecies of Combretaceae have been used in folk medicine to treat inflammatory and infectious diseases, and several secondary metabolites have already been described for some species of the genus Combretum. Infections caused by Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa are recognized as clinical challenges given their degree of virulence and resistance to multiple antibacterials. In this sense, antivirulence therapy, which aims to attenuate virulence without inhibiting bacterial growth, represents an alternative approach to controlling bacterial infections with less pressure for the emergence of resistant populations. Thus, the application of metabolomic techniques and data analysis have been shown to be attractive tools to accelerate drug discovery. Therefore, this study aimed to evaluate the antibacterial and antibiofilm activity of C. laxum, C. leprosum and C. lanceolatum species against two standard bacteria, and to identify, through the metabolic profile and experimental evidence, the bioactive phytocompounds. Leaves and bark of the three species were collected in the Pantanal region, in the state of Mato Grosso do Sul, in 2016. The plant material was subjected to accelerated solvent extraction and the chemical composition of each extract was determined by HPLC- DAD-EM. The extracts were evaluated against S. aureus ATCC 25904 and P. aeruginosa ATCC 27853 for antibacterial activity, using the broth microdilution technique, and biofilm inhibition activity, using the crystal violet technique. The hydromethanolic extracts of the three species showed greater inhibition of S. aureus biofilm formation without inhibiting growth, however, they were not active for P. aeruginosa. Pearson's r correlation analyzes suggested 35 metabolites as possible substances responsible for the antibiofilm action of S. aureus. Of these, 18 substances were purchased commercially and evaluated in vitro. The flavonoids luteolin, myricetin and quercetin inhibited S. aureus biofilm formation, but the hydrolysable tannin precursor, ellagic acid, was the most active substance, inhibiting 73% of biofilm formation (5 μM) without affecting bacterial growth. No synergistic interactions were observed between the four active substances. Considering that glycosylated flavonoids and simple sugars correlated positively with the antibiofilm activity of S. aureus, the effect of sugars on bacterial growth and virulence was deepened. Simple sugars, identified in Combretum species, were not active against S. aureus and did not increase the antibiofilm action of the four substances mentioned above. In a literature review study, we observed that glycosylated flavonoids have less antibacterial and antivirulence action than the respective aglycones against different bacteria. This dissertation showed the application of metabolomics for targeting bioactive substances, providing agility and lower cost in the prototype identification process. The polar substances of Combretum species proved to be more active in preventing the formation of S. aureus biofilm, among which we highlight ellagic acid and turicin to continue in future studies. Antibiofilm substances can potentially be used as adjuncts in the treatment of infections and in the development of surfaces less prone to bacterial adhesion, essential in reducing infections associated with medical devices.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS)pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufcspa.edu.br/handle/123456789/2122
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.relation.requiresTEXTO - Adobe Readerpt_BR
dc.rightsAcesso Aberto Após Período de Embargopt_BR
dc.subjectCombretumpt_BR
dc.subjectMetabolômicapt_BR
dc.subjectS. aureuspt_BR
dc.subjectP. aeruginosapt_BR
dc.subjectFlavonoidespt_BR
dc.subjectÁcido Elágicopt_BR
dc.subject[en] Combretumpt_BR
dc.subject[en] Metabolomicspt_BR
dc.subject[en] Staphylococcus aureuspt_BR
dc.subject[en] Pseudomonas aeruginosapt_BR
dc.subject[en] Flavonoidspt_BR
dc.subject[en] Ellagic Acidpt_BR
dc.titleAvaliação antibacteriana e antibiofilme associada a metabolômica para identificação de substâncias bioativas: um estudo sobre espécies de Combretum (Combretaceae)pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
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