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Type: Dissertação
Title: Polygonum hydropiperoides Michx. (Polygonaceae Juss.): perfil metabolômico e potenciais antibacteriano e antibiofilme in vitro frente espécies de Salmonella
Author: Costa, Ygor Ferreira Garcia da
First Advisor: Alves, Maria Silvana
Referee Member: Castilho, Paula Cristina Machado Ferreira
Referee Member: Sousa, Orlando Vieira de
Referee Member: Pellegrino, Flávia Lúcia Piffano Costa
Referee Member: Garcia, Patricia Guedes
Resumo: Polygonum hydropiperoides Michx. (Polygonaceae Juss.), popularmente conhecida no Brasil como erva-de-bicho, é uma planta nativa da Ásia com ampla distribuição nas Américas. Tradicionalmente, é utilizada como adstringente, antidisentérica, anti-hemorrágica, antihemorroidas, diurética, vermicida, contra varizes, erisipela, reumatismo e no tratamento de feridas. Com base no exposto, o presente estudo teve por objetivos caracterizar quimicamente, aprofundar a investigação do potencial antibacteriano e avaliar o potencial antibiofilme, bem como efetuar uma triagem da toxicidade in vitro dos extratos hexânico (EH), acetato de etila (EAE) e etanólico (EE) das partes aéreas de P. hydropiperoides. A caracterização química foi realizada através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência acoplada a Detector de Arranjo de Diodos e a Espectrômetro de Massas com Ionização por Electrospray (CLAE-DADESI/EMn ). O potencial antibacteriano foi avaliado por meio das determinações da Concentração Inibitória Mínima (CIM) pelo método de microdiluição em caldo e da Concentração Bactericida Mínima (CBM) seguida pela classificação do efeito antibacteriano. Para tanto, foram testadas cinco cepas clínicas humanas de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e cinco de Salmonella spp., perfazendo um total de dez cepas. Além disso, o potencial antibacteriano também foi avaliado através da cinética de morte bacteriana e do efeito do extrato combinado com antibióticos utilizados na prática clínica (efeito combinatório) frente às cepas de Salmonella spp. O potencial de inibição da formação de biofilmes em superfícies de poliestireno foi avaliado frente às cepas de Salmonella spp. A triagem da toxicidade aguda in vitro foi determinada através de bioensaio com Artemia salina. A caracterização química revelou a presença de ácidos fenólicos e flavonoides em EAE. Quanto à atividade antibacteriana, EAE mostrou-se o mais efetivo entre os extratos estudados, sendo ativo contra as dez cepas testadas, com valores de CIM variando de 625 a 2500 µg/mL e efeito bacteriostático. EAE também revelou a capacidade de interferir na cinética de morte bacteriana, de forma isolada e em combinação parcialmente sinérgica com cloranfenicol, sendo capaz de reduzir drasticamente a densidade populacional de Salmonella spp. em níveis mais acentuados que ampicilina, cloranfenicol e levofloxacina utilizados isoladamente. A avaliação do potencial de inibição de formação de biofilmes de Salmonella spp. revelou que EAE foi o mais efetivo, sendo capaz de impedir a adesão das células bacterianas na superfície de poliestireno. Em relação à triagem da toxicidade aguda, EAE não foi capaz de inviabilizar o microcrustáceo A. salina em concentrações variando de 500 a 5000 µg/mL, mostrando-se de baixa toxicidade. Somados, estes resultados sugerem que P. hydropiperoides é uma fonte natural de substâncias com potencial antibacteriano, que agregam subsídio científico para seu uso popular, principalmente como antidisentérica, em virtude de seu efeito sobre as cepas de Salmonella testadas.
Abstract: Polygonum hydropiperoides Michx. (Polygonaceae Juss.), popularly known in Brazil as "erva-de-bicho", is an Asian native plant species also widely distributed in the Americas. Traditionally, it is used as an astringent, antidisenteric, anti-hemorrhagic, anti-hemorrhoids, diuretic, vermicide, against varicose veins, erysipelas, rheumatism and in the treatment of wounds. With this context in mind, the present study aimed to chemically characterize, deeply investigate the antibacterial potential and evaluate the antibiofilm potential, as well as to screening the in vitro toxicity of hexane (EH), ethyl acetate (EAE) and ethanolic (EE) extracts from aerial parts of P. hydropiperoides. The chemical characterization was performed through High Performance Liquid Chromatography with a Diode Array Detector and an ion trap Mass Spectrometer with an Electrospray Interface (HPLC-DAD-ESI/MSn ). The antibacterial potential was determined by the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) using the broth microdilution method and the Minimal Bactericidal Concentration (MBC) followed by the classification of the antibacterial effect. For this purpose, five human clinical strains of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and five Salmonella spp. strains were tested, making a total of ten strains. In addition, the antibacterial potential was also be assessed through bacterial death kinetics and the effect of the extract combined with antibiotics used in clinical practice (combinatory effect) against Salmonella spp. strains. The antibiofilm potential against Salmonella spp. strains in polystyrene surface was evaluated. The acute in vitro toxicity screening was determined through the Artemia salina bioassay. Chemical characterization revealed the presence of phenolic acids and flavonoids in EAE. Regarding antibacterial activity, EAE proved to be the most effective extract among the tested, being active against all the ten strains with MIC values ranging from 625 to 2500 µg/mL and bacteriostatic effect. EAE also revealed the ability to interfere in the bacterial death kinetics, isolated and in partially sinergy association with chloramphenicol, being able to drastically reduce the population density of Salmonella spp. at levels more accentuated than ampicillin, chloramphenicol and levofloxacin used isolated. The evaluation of antibiofilm potential against Salmonella spp. strains revealed that EAE was the most efective extract, being able to inhibity the bacterial cells adhesion in the polystyrene surface. In relation to the acute toxicity screening, EAE was unable to make the microcrustacean A. salina unfeasible in concentrations ranging from 500 to 5000 µg/mL, showing low toxicity. Together, these results suggest that P. hydropiperoides is a natural source of active substances with antibacterial potential, which add scientific support for its popular use, mainly as antidisenteric, due to its effect on the Salmonella strains tested.
Keywords: Polygonum hydropiperoides
Antibacterianos
Salmonella
Biofilmes
Antibacterial agents
Salmonella
Biofilms
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Farmácia
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas
Access Type: Acesso Embargado
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00277
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13595
Issue Date: 5-Feb-2021
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