Co-cultivo de micro-organismos isolados da rizosfera de Senna spectabilis

Abstract

A busca por agentes terapêuticos derivados de plantas faz parte da história da humanidade. Entretanto, a alta taxa de redescoberta de metabólitos secundários é um problema crônico na química de produtos naturais, evidenciando que novas abordagens são necessárias. Assim, a utilização de culturas microbianas mistas representa uma metodologia alternativa, induzindo a expressão metabólica, aumentando as chances de sucesso na descoberta de novas substâncias bioativas. Para tanto, foram selecionados os fungos Rhinocladiella similis e Fusarium oxysporum, micro-organismos isolados da rizosfera de Senna spectabilis, de acordo com os resultados de viabilidade, e ensaios biológicos (antimicrobiano, anticolinesterásico e citotóxico), e realizados experimentos de co-cultivo e cultivo simples desses fungos. Do cultivo simples de F. oxysporum foram identificados por CLAE-EM sete compostos conhecidos pela literatura, pertencentes a classe dos jasmonatos (5 e 6), derivados do ácido picolínico (1 a 4), e a beauvericina (7), que apresentam uma gama de atividade biológica relatadas na literatura, e por CG-EM foram identificados 21 compostos voláteis. Já para o cultivo simples de R. similis foi realizado um planejamento experimental variando três condições de cultivo (agitação, luminosidade e tempo de cultivo). As análises revelaram que a ausência de luz e agitação sob incubação em um período de 28 dias, foram as condições de cultivo que resultaram em uma maior variedade de metabólitos, sendo a agitação a variável que mais contribuiu para essa diversidade metabólica. Com isso, foram identificados 13 compostos, sendo três inéditos, e oito compostos voláteis. Já o cocultivo em meio sólido entre essas duas espécies apresentou interação morfológica do tipo inibição pelo contato. E possibilitou a identificação (proposta) de dois compostos por CLAE-EM e cinco compostos voláteis por CG-EM, todos exclusivos do co-cultivo, como esses compostos são a resposta à algum tipo de interação micróbio-micróbio, possivelmente esses composto apresentam algum tipo de bioatividade, principalmente antimicrobiana.

The search for therapeutic agents derived from plants is part of the history of humanity. However, the high rate of rediscovery of secondary metabolites is a chronic problem in natural products chemistry, evidencing that new approaches are necessary. Thus, the use of co-culture represents an alternative methodology, inducing metabolic expression, increasing the chances of success in the discovery of new bioactive substances. For this, the fungi Rhinocladiella similis and Fusarium oxysporum were selected, microorganisms isolated from the Senna spectabilis’s rhizosphere, according to the results of viability, and biological assays (antimicrobial, anticholinesterase and cytotoxic), and carried out experiments of co-cultivation and simple cultivation these fungi. From the simple cultivation of F. oxysporum, seven well known compounds in the literature were identified by HPLC-MS, belonging to the class of jasmonates (5 e 6), picolinic acid derivatives (1 a 4), and beauvericin (7), which have a range of reported biological activity, and by GC-MS were identified 21 volatile compounds. For the simple cultivation of R. similis, an experimental design was carried out, varying three cultivation conditions (agitation, luminosity and incubation days). The analyzes revealed that the absence of light and agitation under incubation in a period of 28 days were the cultivation conditions that resulted in a greater variety of metabolites, with agitation being the variable that contributed most by this metabolic diversity. With this, it was possible to isolate and identify 13 compounds being three unpublished, and eight volatile compounds. The cocultivation in solid medium among these two species showed morphological interaction of the type “contact inhibition “. It was possible to identify (proposed) two compounds by HPLC-MS and five more volatile compounds by GC-MS, all exclusive to co-cultivation (called de novo-induced metabolites), as these compounds are the answer to some kind of microbe-microbe interaction, possibly these compounds present some kind of bioactivity, especially antimicrobial.