Produção, purificação e caracterização estrutural de um biocomposto leishmanicida produzido por fermentação submersa do fungo do gênero Phaeosphaeria sp.

Abstract

Resumo: Doenças negligenciadas necessitam urgentemente da substituição ou complementação dos atuais tratamentos. Antimoniais pentavalentes, por exemplo, são quimioterapias extremamente tóxicas utilizadas para as leishmanioses. O objetivo deste trabalho foi produzir, extrair, isolar e caracterizar um composto ativo com ação leishmanicida descrita contra formas promastigotas in vitro. O composto, produzido por bioprocesso fúngico em biorreator de 10 L teve rendimento de 2,6 mg/g biomassa seca e foi isolado por cristalização após extração com solvente orgânico (diclorometano). A molécula foi analisada por diversos métodos químicos, espectrométricos e espectroscópicos (RMN 1D, RMN 2D, infravermelho, UV). O composto foi identificado como Pycnidione / Eupenifeldin (estereoisômeros). A elucidação estrutural, iniciada a partir de fracionamento bioguiado, só foi possível após completo assinalamento de deslocamentos químicos e correlações bidimensionais homonucleares e heteronucleares. Este é o primeiro relato de atividade leishmanicida para este composto. O extrato inibiu 46% do crescimento de Leishmania sp. na concentração de 100 pg/mL e, quando purificado, apresentou 100% de inibição na concentração de 10 pg/mL. A atividade é superior ao medicamento referência usado como controle (Glucantime®). A concentração de inibição ICso foi determinada por regressão sigmoidal com atividade de 0,72 pM contra Leishmania (L.) amazonensis, 0,66 pM contra L. (L.) infantum e 0,58 pM contra L. (V.) braziiiensis; agentes etiológicos das principais manifestações clínicas de leishmaniose. O fungo, um isolado inicialmente desconhecido, foi identificado como um ascomiceto do gênero Phaeosphaeria sp. através de sequenciamento de DNA da região ITS e comparação filogenética. Esta identificação estava de acordo com fungos produtores desta classe de composto ativo, que é incomum e raro, pertencente à classe das bistropolonas pentacíclicas. A obtenção de moléculas isoladas de produtos naturais representam uma potencial fonte para desenvolvimento de um novo fármaco. A elucidação estrutural do composto ativo, portanto, é ponto chave para produção em larga escala por bioprocessos e prosseguimento de pesquisas futuras com reprodutibilidade.

Abstract: Neglected diseases are in urgent need for replacement or completion of current treatments. Pentavalent antimonials, for example, are highly toxic chemotherapies used against leishmaniosis. The objective of this study was to produce, extract, isolate and characterize an active compound with described leishmanicidal activity against in vitro promastigotes. The compound, produced by fungal bioprocess in a 10 L bioreactor, yielded 2.6 mg / g dry biomass, it was isolated by crystallization after extraction with organic solvent (dichloromethane). The molecule was analyzed by various chemical, spectrometric and spectroscopic methods (1D NMR, 2D NMR, IR, UV). The compound was identified as Pycnidione / Eupenifeldin (stereoisomers). The structural elucidation, started from bioassay guided fractionation, was only possible after full assignment of chemical shifts and two-dimensional homonuclear and heteronuclear correlations. This is the first report of leishmanicidal activity for this compound. The extract inhibited 46% of Leishmania growth at a concentration of 100 pg / mL, and when purified, showed 100% inhibition at a concentration of 10 pg / mL. The activity is higher than the reference product used as control (Glucantime®). The inhibitory concentration IC50 was determined by sigmoidal regression as 0.72 pM against Leishmania (L.) amazonensis, 0.66 pM against L. (L.) infantum and 0.58 pM against L. (V.) braziliensis', etiologic agents of the main clinical manifestations of leishmaniasis. The fungus, an initially unknown isolate, was identified as an ascomycete of the genus Phaeosphaeria sp. through DNA sequencing of the ITS region and phylogenetic alignment. This identification was consistent with producing fungi of this active compound class, which is unusual and rare, belonging to the class of pentaciclic bistropolones. Molecules from natural product represent a potential source of novel drugs and leading compounds. The structural elucidation of the active compound, therefore, is a key-point to large-scale production of bio-processes and further reproducible research.