Bioprospecção de compostos do fungo Langermannia bicolor: potencial modulador de antibióticos, atividade antioxidante e avaliação de toxicidade

dc.contributor.advisorSantos, Elizeu Antunes dos
dc.contributor.advisor-co1Rocha, Hugo Alexandre de Oliveira
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-4372-2161
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6762251930590306
dc.contributor.authorMoura, Geovanna Maria de Medeiros
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-3480-2218
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0915146393491834
dc.contributor.referees1Veras, Bruno Oliveira de
dc.contributor.referees2Oliveira, Maria Tatiana Alvespt_BR
dc.contributor.referees3Santos, Paula Ivani Medeiros dos
dc.contributor.referees4Paiva, Weslley de Souza
dc.date.accessioned2025-06-24T19:51:37Z
dc.date.available2025-06-24T19:51:37Z
dc.date.issued2024-12-04
dc.description.abstractThe emergence of multidrug-resistant bacteria has driven the search for new therapeutic agents and adjuvants. In this study, we investigated the properties of an extract from the mushroom Langermannia bicolor as a modulator of antibiotics (gentamicin, norfloxacin, and ampicillin) against multidrug-resistant strains of Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa, as well as its antioxidant activity and toxicity. The crude aqueous extract of L. bicolor was fractionated using increasing volumes of acetone, resulting in three fractions (F0.5, F1, and F2), which exhibited different biochemical profiles. Tests with human erythrocytes revealed that the extract and its fractions did not exhibit hemolytic activity, while MTT reduction assays in fibroblast cells (NHI/3T3) showed that the crude extract reduced viability by 50%. In vivo tests with zebrafish embryos, up to young larvae (Danio rerio), confirmed the absence of toxicity of the fractions through embryotoxic analyses, heart rate measurements, and behavioral tests. Although none of the fractions demonstrated direct antibacterial activity, all exhibited significant modulatory effects when combined with conventional antibiotics against the tested multidrug-resistant bacteria. Notably, fraction F2, rich in proteins with higher proteolytic and hemagglutinating activities, reduced the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of gentamicin across all tested strains. The fractions also displayed potent antioxidant properties both in vitro and in vivo. Fraction F0.5, enriched with phenolic compounds and flavonoids, exhibited the broadest spectrum of antioxidant activities, including metal chelation (Fe²⁺ and Cu²⁺), free radical scavenging (•OH and O₂⁻•), and both concurrent and preventive cellular protection against hydrogen peroxide (H₂O₂) induced oxidative stress in 3T3 cells. Meanwhile, fraction F1, which was carbohydrate-rich, was able to repair oxidative damage following H₂O₂ stress. In vivo, all fractions protected zebrafish embryos exposed to H₂O₂. When quantifying reactive oxygen species (ROS) using a fluorescent probe (DCFH), zebrafish larvae treated with F0.5 followed by H₂O₂ significantly reduced ROS production in their cells, yielding values even lower than those of larvae not exposed to the oxidizing agent. To a lesser extent, F1 and F2 also protected zebrafish cells by reducing ROS production. By pioneering the therapeutic potential of L. bicolor, our study paves the way for future investigations into the bioactive composition of this mushroom and its respective molecular mechanisms involved in the observed properties: antibiotic potentiation and protection against oxidative stress.
dc.description.resumoA seleção e aumento da variedade de bactérias multirresistentes tem impulsionado a busca por novos agentes terapêuticos e adjuvantes. Neste estudo investigamos as propriedades de um extrato do cogumelo Langermannia bicolor como modulador de antibióticos (gentamicina, norfloxacina e ampicilina) contra linhagens multirresistentes de Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa, bem como a sua ação antioxidante e sua toxicidade in vitro e in vivo. O extrato bruto aquoso de L. bicolor foi fracionado com volumes crescentes de acetona, resultando em três frações (F0.5, F1 e F2), que apresentaram diferentes perfis bioquímicos. Testes com eritrócitos humanos revelaram que o extrato e as frações não possuem ação hemolítica, enquanto os ensaios de redução de MTT em células fibroblásticas (NHI/3T3), apenas o extrato bruto reduziu a viabilidade em 50%. Em diferentes estágios de desenvolvimento de zebrafish (Danio rerio), os ensaios in vivo confirmaram a ausência de toxicidade das frações, através de análises em briotóxicas, batimentos cárdiacos e testes comportamentais. Embora nenhuma fração tenha demonstrado atividade antibacteriana direta, todas exibiram efeitos moduladores significativos quando combinadas com antibióticos convencionais nas bactérias multirresistentes testadas. Notavelmente, a fração F2, rica em proteínas, com maiores atividades proteolíticas e hemaglutinante, reduziu a Concentração Inibitória Mínima (CIM) da gentamicina em todas as linhagens testadas. As frações também foram potentes antioxidantes in vitro e in vivo. A fraçãoF0.5, rica em compostos fenólicos e flavonoides, exibiu o espectro mais amplo de atividades antioxidantes, incluindo quelação de metais (Fe+2 e Cu+2), sequestro de radicais livres (OH• e O2-•) e proteção celular, concomitante e preventiva, contra estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio (H2O2) em células 3T3. Já a fração F1, com predominância decarboidratos, após o estresse de H2O2, foi capaz de corrigir o dano oxidativo. In vivo, todas as frações protegeram os embriões de zebrafish expostos a H2O2.Na quantificação das espécies reativas de oxigênio (EROs) pela sonda fluorescente (DCFH), as larvas de zebrafish tratadas com a F0.5 e, em seguida, com H2O2 reduziram significativamente a produção de EROs em suas células, com valores menores, até, do que os das larvas não expostas ao agente oxidante. De forma menos expressiva, F1 e F2 também protegeram as células do zebrafish, reduzindo a produção de EROs. Ao explorar de forma pioneira o potencial terapêutico de L. bicolor, nosso estudo pavimenta o caminho para investigações futuras, mais aprofundadas, sobre a composição de bioativos desse cogumelo e seus respectivos mecanismos moleculares, envolvidos nas propriedades encontradas: potencialização de antibióticos e proteção contra o estresse oxidativo.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
dc.identifier.citationMOURA, Geovanna Maria de Medeiros. Bioprospecção de compostos do fungo Langermannia bicolor: potencial modulador de antibióticos, atividade antioxidante e avaliação de toxicidade. Orientador: Dr. Elizeu Antunes dos Santos.. 2024. 117f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/64026
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULARpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS
dc.titleBioprospecção de compostos do fungo Langermannia bicolor: potencial modulador de antibióticos, atividade antioxidante e avaliação de toxicidade
dc.typedoctoralThesispt_BR

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