Prospecção biotecnológica de microrganismos marinhos com potencial anticâncer recuperados de sedimento do arquipélago de alcatrazes e sua utilização como suporte à conservação
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Data
2018-09-25
Autores
Falcão, Gabriela Ciscotto [UNIFESP]
Orientadores
Jimenez, Paula Christine [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
The Alcatrazes Archipelago (AA), after nearly 30 years of discussions, and based on research that demonstrated its ecological relevance, the presence of endemic species that were endangered and also some rare species, became a Federal Conservation Unit (CU), declared a Wildlife Refuge in August 2016. In this context, and with the growing discoveries of genes and molecules from marine species potentially endowed with therapeutic value, such as drugs, the goal of the present study was to evaluate the biotechnological patrimony housed in microorganisms recovered from the AA sediment based on the evaluation of the cytotoxic potential of their organic extracts in a model of tumor cells in culture, metabolomic analysis of these extracts and molecular identification of the strains considered most relevant. A total of 39 strains of bacteria were recovered from the sediment and, of these, 17 produced extracts that were active in the cytotoxicity tests. Through a metabolomic analysis by molecular network generated on the GNPS platform, it was possible to identify the occurrence of the molecules such as Surfactin, Colic Acid, Ferrioxamine and Desferrioxamine among the analyzed extracts, in addition to a large number of unidentified precursor ions. The 17 active strains underwent molecular identification at the genus level and a construction of a clustering tree, where it was possible to observe that among them there were bacteria of the genera Bacillus, Pseudomonas, Halomonas and Psychrobacter. There was a pattern in the presence of the molecules identified within the genus, indicated by clusters of precursor ions unique to extracts obtained from bacteria of the genus Bacillus, whereas other clusters were typical of Gram-negative bacteria and, therefore, present in the other genera elucidated. The results presented herein demonstrate the biotechnological potential housed in the AA. As a new CU, the sustainable exploration of the Alcatrazes Archipelago must have great relevance in the perspective of economically valuing species that do not have other measurable value, deriving new bioproducts with minimum impacts to the region and, thus, harness the conservation of this ecologically valuable marine area of Brazil to the provision of this important ecosystem service.
O Arquipélago de Alcatrazes (AA), após quase 30 anos de discussões, e embasado por pesquisas que demonstraram a sua relevância ecológica, presença de espécies endêmicas que se encontravam em risco de extinção e de algumas espécies raras, tornou-se uma Unidade de Conservação (UC) Federal, tendo sido declarado Refúgio de Vida Silvestre em agosto de 2016. Nesse contexto e com as crescentes descobertas de genes e moléculas a partir de espécies marinhas potencialmente dotadas de valor terapêutico, como fármacos, o objetivo do presente estudo foi avaliar o patrimônio biotecnológico abrigado em microrganismos recuperados do sedimento do AA a partir da avaliação do potencial citotóxico dos extratos orgânicos deles obtidos em modelo de células tumorais em cultura, análise metabolômica destes extrtatos e identificação molecular das cepas consideradas mais relevantes. Um total de 39 cepas de bactérias foram recuperadas do sedimento e, destas, 17 produziram extratos que foram ativos nos testes de citotoxicidade. Através de análise metabolômica em rede molecular pela plataforma GNPS, foi possível identificar, entre os extratos analisados, a ocorrência das moléculas Surfactina, Ácido cólico, Ferrioxamina e Desferrioxamina, além de um grande número de íons precursores não-identificados. As 17 cepas ativas passaram por uma identificação molecular em nível de gênero e construção de uma árvore de agrupamento, onde foi possível observar que, entre elas, haviam bactérias dos gêneros Bacillus, Pseudomonas, Halomonas e Psychrobacter. Houve um padrão na presença das moléculas identificadas dentro dos gêneros encontrados, indicado por clusters de íons precursores exclusivos de extratos obtidos de bactérias do gênero Bacillus, enquanto que outros clusters mostraram-se típicos de bactérias Gram-negativas e, portanto, presentes nos outros gêneros elucidados. Os resultados aqui apresentados demonstram o grande potencial biotecnológico abrigado no AA. Como nova UC, a prospecção sustentável do Arquipélago de Alcatrazes possui grande relevância na perspectiva de valorar economicamente espécies que não possuem outro valor mensurável, derivando novos bioprodutos com impactos mínimos à região e, assim, atrelar a conservação desta área marinha ecologicamente preciosa do Brasil ao provimento deste importante serviço ecossistêmico.
O Arquipélago de Alcatrazes (AA), após quase 30 anos de discussões, e embasado por pesquisas que demonstraram a sua relevância ecológica, presença de espécies endêmicas que se encontravam em risco de extinção e de algumas espécies raras, tornou-se uma Unidade de Conservação (UC) Federal, tendo sido declarado Refúgio de Vida Silvestre em agosto de 2016. Nesse contexto e com as crescentes descobertas de genes e moléculas a partir de espécies marinhas potencialmente dotadas de valor terapêutico, como fármacos, o objetivo do presente estudo foi avaliar o patrimônio biotecnológico abrigado em microrganismos recuperados do sedimento do AA a partir da avaliação do potencial citotóxico dos extratos orgânicos deles obtidos em modelo de células tumorais em cultura, análise metabolômica destes extrtatos e identificação molecular das cepas consideradas mais relevantes. Um total de 39 cepas de bactérias foram recuperadas do sedimento e, destas, 17 produziram extratos que foram ativos nos testes de citotoxicidade. Através de análise metabolômica em rede molecular pela plataforma GNPS, foi possível identificar, entre os extratos analisados, a ocorrência das moléculas Surfactina, Ácido cólico, Ferrioxamina e Desferrioxamina, além de um grande número de íons precursores não-identificados. As 17 cepas ativas passaram por uma identificação molecular em nível de gênero e construção de uma árvore de agrupamento, onde foi possível observar que, entre elas, haviam bactérias dos gêneros Bacillus, Pseudomonas, Halomonas e Psychrobacter. Houve um padrão na presença das moléculas identificadas dentro dos gêneros encontrados, indicado por clusters de íons precursores exclusivos de extratos obtidos de bactérias do gênero Bacillus, enquanto que outros clusters mostraram-se típicos de bactérias Gram-negativas e, portanto, presentes nos outros gêneros elucidados. Os resultados aqui apresentados demonstram o grande potencial biotecnológico abrigado no AA. Como nova UC, a prospecção sustentável do Arquipélago de Alcatrazes possui grande relevância na perspectiva de valorar economicamente espécies que não possuem outro valor mensurável, derivando novos bioprodutos com impactos mínimos à região e, assim, atrelar a conservação desta área marinha ecologicamente preciosa do Brasil ao provimento deste importante serviço ecossistêmico.
Descrição
Citação
FALCÃO, Gabriela Ciscotto. Prospecção biotecnológica de microrganismos marinhos com potencial anticâncer recuperados de sedimento do arquipélago de alcatrazes e sua utilização como suporte à conservação. 2018. 81f. Dissertação (Mestrado) - Instituto do Mar, Universidade Federal de São Paulo, Santos, 2018.