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Avaliação da atividade antimicrobiana de metabolitos secundárias isolados a partir de uma planta usada na medicina tradicional africana

Author(s): Sancha, Shirley Arnie dos Reis

Date: 2016

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/24984

Origin: Repositório da Universidade de Lisboa

Subject(s): Cleistochlamys kirkii; Annonanceae; Staphylococcus aureus; Flavanonas C-benziladas; Policarpol; Derivados do heptano; Derivados do ciclo-hexeno; Derivados da dichamanetina; Sinergismo; Teses de mestrado - 2016; Ciências da Saúde; Ciências da Saúde; Ciências da Saúde


Description

Esta dissertação teve como principal objetivo a identificação de compostos com atividade antibacteriana e antifúngica, isolados a partir da planta medicinal Africana Cleistochlamys kirkii permitindo assim a validação científica da sua aplicação no tratamento de doenças infeciosas, na medicina tradicional Moçambicana. Para tal, recolheu-se a parte da planta usada pelas populações – casca da raiz – e procedeu-se ao estudo fitoquímico bioguiado do extrato metanólico. Da fração do extrato metanólico solúvel em diclorometano, foi isolado um novo composto com um esqueleto derivado do ciclo-hexeno, desigando por kikiinol (2.5). Isolaram-se ainda: uma flavanona, a pinostrobina (2.1); três flavanonas C-benziladas, a dichamanetina (2.2), isochamanetina (2.3) e a epi-feligrina-A (2.4); dois derivados do heptano, o (R)-(E)-acetilmelodorinol (2.6) e um composto novo designado por cleistonol (2.7); três triterpenos, o policarpol (2.8), o cicloart-25-eno-3β,24-diol (2.9) e o 24-metilenocicloartanol (2.10); um esteroide, a β-sitostenona (2.11); uma antraquinona, o physcian (2.12) e a butirolactama (2.13). Os compostos 2.1-2.13 foram ensaiadas num painel de estirpes de bactérias Gram-positivas nomeadamente Staphylococcus aureus (MSSA, MRSA e VISA), Staphylococcus epidermidis ATCC 1228, Bacillus subtilis ATCC 6633 e em estirpes de bactérias Gram-negativas (Salmonella typhymurium ATCC 13311 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027). A dichamanetina (2.2) e a isochamanetina (2.3) foram bastante ativas em todas as estirpes Gram-positivas testadas, com CMI que variam entre 1 e 15 μg/mL. O derivado do heptano (R)-(E)-acetilmelodorinol (2.6) também apresentou atividade antibacteriana relevante nas estirpes ensaiadas, com valores de CMI que variam entre 15 e 62 μg/mL. A atividade antifúngica foi avaliada em doze espécies de fungos: seis espécies de Candida (C. albicans ATCC 90028, C. dubliniensis FFUL 21, C. glabrata FFUL 12B, C. tropicalis ATCC 750, C. kruzei ATCC 6258 e C. parapsilopsis ATCC 90018); Rhodotorula rubra FFUL190; Trichosporon cutaneum FFUL 18H, Saccharomyces cerevisiae FFUL 1997, Cryptococcus neoformans FFUL 948 e Aspergillus niger ATCC 16404. Os compostos isolados (2.1-2.13), apresentaram atividade antifúngica em uma ou mais espécies de fungos. A dichamanetina (2.2) e a chamanetina (2.21) foram os mais ativos CMI entre 4 e 62 μg/mL nas espécies, C. albicans, C. dubliniensis, Aspergillus niger, S. cerevisae, Rhodotorula rubra e C. tropicalis. O efeito sobre o valor das CMI de antibióticos, quando usados em combinação com vários compostos descritos nesta dissertação, foi avaliado pelo método do checkerboard. O policarpol (2.8) (CMI 125 μg/mL) apresentou efeito sinérgico na estirpe MRSA ATCC 9144. Quando combinado com a oxacilina, reduziu 83 vezes o valor da CMI (FICI = 0,11), enquanto com a amoxicilina reduziu 33 vezes o valor da CMI FICI = 0,18). Foi também obtido efeito sinérgico quando se combinou este composto com os antibióticos β-lactamicos referidos (FICI = 0.30) e com a vancomicina (FICI = 0.24) na estirpe VISA CIP 106760. O composto 2.8, também exibiu sinergismo quando combinado com a dichamanetina (2.2). Observou-se também um efeito sinérgico com alguns derivados da dichamanetina (2.16-2.20 e 2.24-2.26), preparados anteriormente. Destes derivados, o composto 2.20 apresentou sinergismo em todas as estirpes e combinações ensaiadas. O composto 2.18 (MIC 250 μg/mL) apresentou o melhor efeito sinérgico na estirpe VISA CIP 106414. Quando combinado com a oxacilina (MIC 250 μg/mL), o composto 2.18 reduziu a CMI para 7.5 μg/mL (FICI = 0.15), enquanto para a amoxicilina (MIC 250 μg/mL) reduziu a CMI para 0.5 μg/mL (FICI = 0.12). Estes resultados sugerem que os compostos obtidos de C. kirkii poderão constituir protótipos promissores como agentes antimicrobianos.

The main aim of this work was to find antibacterial and antifungal lead compounds from the African medicinal plant Cleistochlamys kirkii and provide scientific validation for its use in traditional medicine in Mozambique, for the treatment of infectious diseases. To achieve this goal, the root bark used by native populations was collected and a bioassay-guided phytochemical study was performed on the methanol extract. From the dichloromethane soluble fraction of the methanol extract, a new compound was isolated with an unusual cyclohexene scaffold, named kirkiinol (2.5); one flavanone, pinostrobin (2.1), tree C-benzylated flavanones, dichamanetin (2.2), isochamanetin (2.3) and epi-phelligrin-A (2.4); heptane derivatives, (R)-(E)-acetilmelodorinol (2.6) and a new compound, named cleistonol (2.7) three triterpene, polycarpol (2.8), cycloart-25-ene-3β,24-diol (2.9), and 24-metilenecycloartanol (2.10); one steroid, β-sitostenone ( 2.11); one antraquinone, physician (2.12); and one butyrolactam (2.13). Compounds 2.1-2.13 were evaluated for their in vitro antibacterial activity against a panel of Gram-positive strains of Staphylococcus aureus (MSSA, MRSA and VISA), Staphylococcus epidermidis ATCC 1228, and Bacillus subtilis ATCC 6633 and two Gram-negative bacteria strains, Salmonella typhymurium ATCC 13311 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027. Dichamanetin (2.2) and isochamanetin (2.3), were very active against all the Gram-positive strains tested, displaying MIC values in the range of 1-15 μg/mL. The heptane derivative, (R)-(E)-acetilmelodorinol also showed relevant antibacterial activity against some of the Gram-positive strains assayed, displaying MIC valuesbetween 15 and 62 μg/mL. The antifungal activity was performed against twelve fungi species, namely: six Candida (C. albicans ATCC 90028, C. dubliniensis FFUL 21, C. glabrata FFUL 12B, C. tropicalis ATCC 750, C. kruzei ATCC 6258 and C. parapsilopsis ATCC 90018); Rhodotorula rubra FFUL190; Trichosporon cutaneum FFUL 18H; Saccharomyces cerevisiae FFUL 1997; Cryptococcus neoformans FFUL 948 and Aspergillus niger ATCC 16404. The compounds isolated (2.1-2.13) showed antifungal activity in one or more fungal species. Dichamanetin (2.2) and chamanetin (2.21) were the most active with MIC values between 4 and 62 μg.mL-1 against, C. albicans, C. dubliniensis, Aspergillus niger, S. cerevisae, Rhodotorula rubra and C. tropicalis. A chemosensitization assay, using the checkerboard method, was also performed in order to evaluate the type of interaction of compounds with antibiotics. Polycarpol (2.8) (MIC 125 μg/mL) showed a synergistic effect against MRSA ATCC 9144. When combined with oxacillin reduced 83–fold the value of MIC (FICI = 0.11). Similarly, it reduced 33-fold the value of amoxicillin MIC (FICI = 0.18). Synergy was also obtained when this compound was combined with both β-lactam antibiotics (FICI = 0.30) and also with vancomycin (FICI = 0.24) against vancomycin-intermediate S. aureus (VISA) CIP 106760. Remarkable, compound 2.8 was also able to reduce synergistically the MIC value of dichamanetin (2.2) (FICI = 0.18). Moreover, some dichamanetin derivatives (2.16-2.20 and 2.24-2.26), previously prepared, have also exhibited synergy. Compound 2.20 was the most active displaying a significant synergism against all the strains assayed. The best results against VISA CIP 106414 were obtained for compound 2.18. When combined with oxacillin (MIC 250 μg/mL), compound 2.18 reduced the MIC to 7.5 μg/mL (FICI = 0.15). Similarly, it reduced the MIC of amoxicillin (MIC 250 μg/mL) to 0.5 μg/mL (FICI = 0.12). These results suggest that C. kirkii constituents may be valuable as a leads for restoring antimicrobial activity.

Tese de Mestrado, Química Farmacêutica e Terapêutica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2016

Document Type Master thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Madureira, Ana Margarida; Ferreira, Maria José Umbelino
Contributor(s) Sancha, Shirley Arnie dos Reis
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