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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.60.2021.tde-22032022-095022
Document
Author
Full name
Ivan Lucas de Freitas Migliorini
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2021
Supervisor
Committee
Pupo, Monica Tallarico (President)
Forim, Moacir Rossi
Guimarães, Denise Oliveira
Title in Portuguese
Identificação de compostos antimicrobianos a partir de Streptomyces isoladas de formigas cultivadoras de fungos
Keywords in Portuguese
Coproporfirina
Leishmania
Polienos
Quinomicinas
Streptomyces
Abstract in Portuguese
A leishmaniose é uma doença que atinge pessoas em diversos países e cujo tratamento é limitado a apenas alguns fármacos, muitos deles potencialmente tóxicos, de difícil administração, preço elevado, efetividade variada, com intenso problema de resistência e possibilidade de reincidência. A busca por novos compostos com propriedade anti-Leishmania constitui passo essencial para transpor tais problemas e garantir às pessoas um melhor tratamento e qualidade de vida. Uma fonte de produtos naturais são as actinobactérias, em especial aquelas provenientes de locais pouco explorados, como por exemplo o sistema simbionte das formigas Attini. As formigas da tribo Attini, chamadas de formigas cultivadoras de fungos, praticam a fungicultura como única fonte de alimento, e desenvolveram relações mutualísticas com actinobactérias capazes de produzir diversos antimicrobianos para proteger seus jardins de fungos patogênicos, como Escovopsis sp. Em resultados prévios obtidos no projeto temático FAPESP/FIC-NIH (ICBG) 2013/50954-0 e no CEPID-CIBFar 2013/07600-3, aos quais este projeto de mestrado está vinculado, verificou-se que oito extratos obtidos a partir de cultivo em microescala de diferentes linhagens de Streptomyces sp. associados a formigas da tribo Attini apresentaram elevada atividade de inibição frente a Leishmania donovani. Essas linhagens foram selecionadas para este projeto de mestrado, a fim de se isolar e identificar os compostos ativos contra Leishmania e outros patógenos humanos. As linhagens foram cultivadas em diversos sistemas a fim de promover a eliciação de compostos e os extratos obtidos foram pré-purificados por extração em fase sólida (SPE) e as frações obtidas analisadas em HPLC-DAD-ELSD. Foram observados alguns espectros de absorção no UV e bandas cromatográficas de potencial interesse. Bioensaios contra os microrganismos patogênicos Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans e o protozoário Leishmania infantum, agente etiológico da leishmaniose visceral no Brasil, comprovaram o potencial das linhagens de Streptomyces sp. isoladas de formigas cultivadoras de fungos na produção de antimicrobianos, em especial de macrolídeos poliênicos, como por exemplo a anfotericina B e candicidina D. Coproporfirina III foi identificada em alguns dos extratos analisados e pode ter algum papel importante na simbiose das bactérias com o fungo patogênico Escovopsis. Alguns compostos foram identificados nos extratos, sendo isolada a equinomicina, um produto natural antifúngico e citotóxico nunca isolado do sistema simbionte das formigas cultivadoras de fungos, bem como possíveis análogos, mostrando o grande potencial deste sistema como fonte de produtos naturais antimicrobianos.
Title in English
Identification of antimicrobial compounds from Streptomyces isolated from fungus-growing ants
Keywords in English
Coproporphyrin
Leishmania
Polyenes
Quinomycines
Streptomyces
Abstract in English
Leishmaniasis is a disease that affects people in several countries and whose treatment is limited to just a few drugs, many of them potentially toxic, difficult to administer, with high prices, varied effectiveness, problems of resistance and possibility of recurrence. The search for new compounds with anti-Leishmania properties is an essential step to overcome these problems and guarantee people a better treatment and quality of life. Important sources of natural products are Actinobacteria, especially from underexplored places, such as the symbiotic system of the Attini ants. The ants in the Attini tribe, known as fungus-growing ants, practice fungiculture as the only food source, and have developed mutualistic relationships with Actinobacteria capable of producing several antimicrobials to protect their fungal gardens from pathogenic fungi, such as Escovopsis sp. In preliminary results obtained in the thematic project FAPESP/FIC-NIH (ICBG) 2013/50954-0 and in CEPID-CIBFar 2013/07600-3, to which this master's project is linked, it was found that eight extracts obtained from microscale cultivation of different strains of Streptomyces sp. associated with Attini tribe ants showed high inhibition activity against Leishmania donovani. These strains were selected for this master's project in order for the isolation and identification of the active compounds against Leishmania and other human pathogens. The strains were cultivated in different media in order to promote the elicitation of compounds and the obtained extracts were pre-purified by solid phase extraction (SPE). The obtained fractions were analyzed in HPLC-DAD-ELSD. Some UV absorption spectra and chromatographic bands of potential interest were observed. Bioassays against pathogenic microorganisms Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans and the protozoan Leishmania infantum, the etiologic agent of visceral leishmaniasis in Brazil, confirmed the potential of Streptomyces sp. isolated from fungus-growing ants in the production of antimicrobials, especially polyene macrolides, such as amphotericin B and candicidin D. Coproporphyrin III was identified in some of the analyzed extracts and may play an important role in the symbiosis of bacteria with the pathogenic fungus Escovopsis. Some compounds were identified in the extracts. Echinomycin, an antifungal and cytotoxic compound, was isolated for the first time from the symbiotic system of fungus-growing ants, as well as possible analogues. Altogether, the results reinforce the great potential of this system as sources of antimicrobial natural products.
 
There are withheld file due to requirements (data publishing, patents or rights).
Release Date
2025-11-26
Publishing Date
2022-04-12
 
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