Validação do potencial anti-quorum sensing de compostos naturais e anti-inflamatórios em bactérias gram-negativas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Vargas, Erika Lorena Giraldo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Microbiologia Agrícola
• Palavras-chave em Português: Quorum sensing (microbiologia); Plantas - Composição; Agentes inflamatórios: substâncias inibitórias; Microbiologia Agrícola
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32222

Quorum sensing (QS) é um mecanismo de comunicação célula-célula mediado por moléculas sinalizadoras que levam à expressão gênica diferencial em resposta a alta densidade populacional. Numerosas espécies de bactérias utilizam este mecanismo de comunicação intra e intercelular para promoverem as mudanças necessárias para adaptação em ambientes diversos. Chromobacterium violaceum é um patógeno humano oportunista que utiliza o QS mediado por acil homoserina lactonas (AHLs) para regular fenótipos como a formação de biofilme, produção de cianeto, síntese do pigmento violeta denominado violaceína, entre outros. Esta bactéria regula a produção de violaceína pelo sistema QS CviI/CviR, que produz e responde a AHLs de diferentes comprimentos de cadeia acila. Ao contrário do sistema de QS por AHLs completo presente em C. violaceum, em Salmonella, esse sistema é incompleto, devido a ausência da sintase da molécula sinal. Entretanto, Salmonella possui a proteína SdiA, homóloga a proteína LuxR, que permite detectar as AHLs produzidas por outras bactérias. Neste trabalho, foi realizada a prospecção in silico de moléculas indutoras do mecanismo de quorum sensing assim como, de prováveis inibidores (quorum quenching-QQ) de C. violaceum e testes in vitro foram realizados para avaliar o efeito destes compostos sobre a produção de violaceína. Além disso, foi testado o efeito do composto fitol e furanona na interferência de processos regulados por QS no metabolismo de Salmonella. Testes in silico mostraram que as AHLs, compostos de plantas e anti-inflamatórios não esteroides (AINEs) foram capazes de se ligar a proteína CviR de C. violaceum com altos escores de afinidade. Além disso, testes in vitro mostraram que a maioria dos compostos testados inibiu a produção de violaceína, sendo que, dentre os compostos de plantas, concentração de 600 µg/mL de ácido margárico e ácido palmítico foi mais efetiva para inibir a produção de violaceína por C. violaceum ATCC 12472 e mutante CV026. No entanto, dentre os AINEs testados na concentração de 500 µg/mL, somente o cetoprofeno mostrou inibição deste fenótipo nas duas estirpes. O crescimento de Salmonella na presença de 0,05 µM de N-dodecanoyl-homoserina lactona (C12-HSL), 0,05 µM de furanona ou 600 µg/mL de fitol durante 24 h de incubação em condições de anaerobiose não foi inibido. Entretanto, na presença de C12-HSL a concentração de tiol livre aumentou em fase exponencial de crescimento com 6 e 7 h de incubação, mas retornou ao mesmo nível observado em células cultivadas na ausência de C12-HSL, quando furanona e fitol foram adicionados na cultura, comparado com o tratamento controle. Os níveis de coenzima NADPH foram significativamente aumentados na presença de C12-HSL, furanona e fitol, enquanto o consumo de glicose foi menor em 6 h de incubação com C12-HSL. A produção de ácidos orgânicos em condições anaeróbias não foi afetada pelas moléculas de QS e QQ. Os resultados do presente trabalho mostraram a importância do docking molecular como uma ferramenta in silico válida para prospecção de compostos QQ em bactérias. A maioria dos compostos indicados in silico como potenciais QQ e testados in vitro inibiu a produção de violaceína em C. violaceum, indicando que podem interferir com o mecanismo de comunicação celular. Além disso, os resultados da influência de moléculas de QS e QQ sobre alguns processos metabólicos em Salmonella revelam a importância de conhecer e compreender os efeitos destes compostos, a fim de encontrar maneiras de reduzir a patogenicidade e, portanto, diminuir o número de surtos de salmonelose registrados em todo o mundo.