Bioprospecção de fungos endofíticos da planta medicinal Vochysia divergens da Serra do Amolar para a produção de metabólitos secundários com atividade antimicrobiana

Abstract

Resumo: O Pantanal é um bioma brasileiro rico em biodiversidade, a qual está diretamente relacionada com sua característica sazonalidade. Uma região do Pantanal ainda muito pouco explorada e bioprospectada é a Serra do Amolar. Entre os maiores desafios da atualidade está o surgimento de microrganismos com resistência antimicrobiana, assim, novos compostos para tratar esses microrganismos tornam-se necessários. Uma possível solução para este problema é a exploração de metabólitos secundários produzidos por endófitos associados às plantas medicinais, os quais produzem uma gama diversificada de compostos bioativos. O objetivo deste trabalho foi bioprospectar fungos endofíticos da planta medicinal Vochysia divergens localizada na Serra do Amolar para a produção de metabólitos com atividade antimicrobiana e atuar na conservação da comunidade endofítica ex-situ. Foram coletadas folhas e pecíolos de 18 plantas da espécie V. divergens da Serra do Amolar para o isolamento de endófitos. Os fungos isolados foram classificados pelas características morfológicas e identificados em nível de gênero ou espécie por identificação molecular. Um representante de cada morfogrupo foi utilizado para produção de extratos e avaliada a atividade antimicrobiana contra fungos fitopatógenos e bactérias clínicas resistentes. Foram isolados 293 endófitos, formando 91 morfogrupos. Diaporthe e Colletotrichum foram os gêneros mais frequentes dentre os morfogrupos. Na avaliação contra os fitopatógenos contra Colletotrichum abscissum, quatro extratos dos endófitos Diaporthe amolarii sp. nov., Nemania primolutea, Xylaria arbuscula e Anthostomelloides forlicesenica apresentaram inibição do crescimento micelial (ICM) superior (p<0,001) ao fungicida controle positivo. O extrato produzido por X. arbuscula também apresentou atividade contra Phyllosticta citricarpa e o extrato de A. forlicesenica mostrou-se ativo contra Fusarium graminearum. Na avaliação contra bactérias clínicas 19 extratos apresentaram concentração inibitória mínima (MIC) inferior a 100 ?g/ml contra Staphylococcus aureus resistente à meticilina e um deles também contra Acinetobacter baumanii. Estes foram selecionados para análise frente às bactérias clínicas Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC), Pseudomonas aeruginosa e Enterococcus sp. resistente à vancomicina (VRE), destacando-se os extratos produzidos pelos isolados Neopestalotiopsis egyptiaca Diaporthe vochysiae, Neopestalotiopsis sp., Cladosporium sp. complexo cladosporioides e Paecilomyces sp. com os mais baixos valores de concentração inibitória e bactericida mínima. Neste estudo demonstramos a importante fonte de metabólitos secundários bioativos com potencial biotecnológico que os microrganismos endofíticos representam, também apresentamos a grande diversidade de endófitos da região da Serra do Amolar- Pantanal, incluindo novas espécies nunca isoladas. Além disso contribuímos para a conservação ex-situ dessa biodiversidade, permitindo estudos futuros de aplicação biotecnológica com estes isolados.

Abstract: The Pantanal is a Brazilian biome rich in biodiversity, which is directly attributed to its typical seasonality. A Pantanal region still little explored and bioprospected is the Serra do Amolar. Among the biggest challenges faced today is the emergence of microorganisms with antimicrobial resistance, thus, new compounds to treat these microorganisms become necessary. A possible solution to this problem is the exploration of secondary metabolites produced by endophytes associated with medicinal plants, which produce a diverse range of bioactive compounds. The objective of this work was to bioprospect endophytic fungi of the medicinal plant Vochysia divergens located in Serra do Amolar for the production of metabolites with antimicrobial activity and to act in the ex-situ conservation of endophytic community. Leaves and petioles were collected from 18 plants of the species V. divergens from Serra do Amolar for the isolation of endophytes. The isolated fungi were classified by morphological characteristics and identified at the level of genus or species by molecular identification. One representative of each phenotype was used to produce extracts and the antimicrobial activity against phytopathogenic fungi and resistant clinical bacteria was evaluated. Were isolated 293 endophytes, forming 91 phenotypes. Diaporthe and Colletotrichum were the most frequent genera among the phenotypes. In the evaluation against phytopathogens against Colletotrichum abscissum, four extracts of the endophytes Diaporthe amolarii sp. nov., Nemania primolutea, Xylaria arbuscula and Anthostomelloides forlicesenica presented mycelial growth inhibition (ICM) superior (p <0.001) to the positive control fungicide. The extract produced by X. arbuscula also showed activity against Phyllosticta citricarpa and the extract of A. forlicesenica was active against Fusarium graminearum. In the evaluation against clinical bacteria, 19 extracts showed a minimum inhibitory concentration (MIC) of less than 100 ?g/ml against methicillin-resistant Staphylococcus aureus and one of them also against Acinetobacter baumanii. These were selected for analysis against the clinical bacteria Klebsiella pneumoniae producing carbapenemase (KPC), Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus sp. vancomycin resistant (VRE), with emphasis on extracts produced by Neopestalotiopsis egyptiaca, Diaporthe vochysiae, Neopestalotiopsis sp., Cladosporium sp. cladosporioides and Paecilomyces sp. with the lowest values of minimum inhibitory and bactericidal concentration. In this study we demonstrate the important source of bioactive secondary metabolites with biotechnological potential that endophytic microorganisms represent, we also present the great diversity of endophytes from the Serra do Amolar-Pantanal region, including new species never before isolated. In addition, we contribute to the ex-situ conservation of this biodiversity, allowing future studies of biotechnological application with these isolates.