Metabolômica e avaliação do potencial antitumoral de Casearia arborea (Salicaceae) e de seus fungos endofíticos

Abstract

Cancer is a worldwide problem, with diagnosed cases and deaths growing each year reported from this disease. Plants play an important role in the history as a source of food and clothing, as well used in popular medicine with several species described for the treatment of many diseases, being one of the main focuses in the search for substances due to their pharmacological potential. Microorganisms represents an alternative in the search for new therapies and there are still few studies on endophytes, which are microorganisms found within all plant tissues, in symbiosis with their host. In relation to endophytic fungi, they are capable of synthesizing substances of different classes, many of them bioactive. Considering that Casearia is a promising genus in the search of anti-cancer prototypes due to the accumulation of clerodane diterpenes which are cytotoxic against several tumor cell lines, species of this genus represent a source of substances that can become promising. In this way, the present work describes the phytochemical study of extracts obtained from C. arborea and extracts obtained from the fermentation of their endophytic fungi, applying biomonitoring by cytotoxic activity against tumor cell lines by the colorimetric assay using resazurin. The dereplication of the components present in fungal extracts by the open platform Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) was also applied as a tool for the anotation of substances. So, forty-seven strains of endophytic fungi were isolated from healthy leaves of C. arborea, grown in two culture media, generating ninety-four extracts of ethyl acetate that were evaluated against four tumor cell lines. The identification of endophytic fungi revealed several species of Diaporthe related to the most active extracts, as well as it was possible to isolate alternariol, cytochalasin H and eleven polyketides derived from cytosporones and dothiorelones from the cultivation of three Diaporthe strains in rice. All substances were evaluated for antitumor potential by colorimetric assay and determination of IC50 values against four tumor cell lines. The molecular network approach has become useful in the analysis of endophytic fungi extracts using HPLC-ESI-MS/MS. On the other hand, the phytochemical investigation of the dichloromethane and ethyl acetate phases from methanolic extract of the leaves of C. arborea led to the identification of four flavolignols derivative from tricin as well chlorogenic acid, kaempferol and six glycosylated quercetin derivatives, respectively, and but not showing antitumor potential.

O câncer é um problema mundial, com casos e mortes diagnosticados relatados à esta doença crescendo a cada ano. As plantas desempenham um papel importante na história como fonte de alimentos e vestimentas, além do uso na medicina popular com diversas espécies descritas para o tratamento de enfermidades, sendo um dos principais focos na busca de substâncias pelo potencial farmacológico. Os microrganismos representam uma alternativa na busca de novas terapias e ainda há poucos estudos sobre os endofíticos, que são microrganismos encontrados dentro de todos os tecidos vegetais, em simbiose com seu hospedeiro. Em relação aos fungos endofíticos, estes são capazes de sintetizar substâncias de diversas classes, muitas delas bioativas. Considerando-se que Casearia é um gênero promissor na busca de protótipos anticâncer devido ao acúmulo de diterpenos clerodânicos citotóxicos frente à diversas linhagens tumorigênicas, espécies deste gênero representam uma fonte de substâncias que podem se tornar promissores. Desta forma, o presente trabalho descreve o estudo fitoquímico de extratos obtidos a partir de C. arborea e extratos obtidos da fermentação de fungos endofíticos associados, aplicando o biomonitoramento pela atividade citotóxica frente às linhagens tumorais por ensaio colorimétrico com resazurina. A desreplicação dos componentes presentes nos extratos fúngicos pela plataforma aberta Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) também foi aplicada como ferramenta de anotações de substâncias. Desta forma, houve o isolamento de quarenta e sete cepas de fungos endofíticos das folhas saudáveis de C. arborea, cultivados em dois meios de cultura, gerando noventa e quatro extratos brutos de acetato de etila que foram avaliados frente à quatro linhagens tumorais. A identificação dos fungos endofíticos revelou diversas espécies de Diaporthe relacionados aos extratos mais ativos, bem como foi possível isolar-se alternariol, citocalasina H e onze policetídeos derivados de citosporonas e dotiorelonas do cultivo de três cepas de Diaporthe cultivadas em arroz. Todas estas substâncias foram avaliadas quanto ao potencial antitumoral pelo ensaio com resazurina e determinação de valores de CI50 frente à quatro linhagens tumorais. A abordagem das redes moleculares se tornou útil na análise de uma grande quantidade de dados de CLAE-IES-EM/EM obtido dos extratos de fungos endofíticos. Em paralelo, da investigação fitoquímica das fases em diclorometano e acetato de etila do extrato metanólico das folhas de C. arborea identificou-se quatro flavolignóis derivados da tricina, bem como ácido clorogênico, caempferol e seis flavonoides glicosilados derivados da quercetina, porém não apresentando potencial antitumoral.