Bioprospecção de propriedades antibióticas de lípidos de algas cultivadas de forma a promover a economia azul
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10773/31065 |
Resumo: | Dado o aumento de bactérias resistentes aos antibióticos, em particular Staphylococcus aureus, e com a indústria farmacêutica a diminuir os investimentos na investigação e desenvolvimento de novas drogas, há uma necessidade urgente de se investir na investigação de alternativas viáveis para a descoberta de novas moléculas com atividade antibacteriana de fontes naturais. Diversos trabalhos já publicados têm sugerido a presença de vários compostos com atividade antibacteriana em algas, e entre estes, alguns são lípidos. Assim, os lípidos de algas com possível efeito antibiótico podem ser uma alternativa sustentável, viável e eficaz. As algas são organismos marinhos (alguns de água doce) que existem em abundância nas costas marítimas em todo mundo e cuja produção em aquacultura tem vindo a aumentar. Estes organismos têm sido alvo de estudos sobre o seu potencial bioativo, contudo, existem poucos estudos que associam essa bioatividade a compostos específicos. As algas, principalmente as microalgas, são ricas em lípidos, e os estudos sobre o seu potencial antibacteriano são ainda muito escassos. Os trabalhos publicados sobre este tema mostram, principalmente, resultados sobre estudos que utilizam extratos lipídicos de algas para estudar a sua atividade antibacteriana. Extratos lipídicos de algas mostraram ter efeito antibacteriano, mas poucos destes estudos identificam os compostos responsáveis. No entanto, esta atividade foi associada a ácidos gordos e lípidos polares, nomeadamente, glicolípidos, fosfolípidos e betaínas, em alguns dos estudos consultados. Neste estudo, utilizámos extratos lipídicos obtidos de algas provenientes de aquacultura, de forma a testar se os extratos poderiam ser usados como fotossensibilizadores (PS), em terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT), explorando assim fontes naturais de compostos bioativos. Neste trabalho, foram utilizados extratos lipídicos totais e frações de lípidos polares obtidos pelo fracionamento dos extratos lipídicos totais, de duas algas, uma macroalga e uma microalga, de forma a perceber se estes tinham atividade antibacteriana. Os lípidos fracionados foram caracterizados por cromatografia líquida acoplada a espetrometria de massa (LC-MS), de modo a identificar as classes lipídicas mais abundantes e perceber se durante o fracionamento ocorreu perda de lípidos polares. Os resultados mostraram que após fracionamento dos extratos totais, o perfil lipídico manteve-se inalterado. Foram testados extratos lipídicos totais e frações de lípidos polares de Codium tomentosum e de Chlorella vulgaris à concentração de 1 mg/mL, em lipossomas, na bactéria de Gram-positivo, S. aureus, a uma irradiância de 150mW/cm2, até 90 min de tratamento. O tratamento aPDT com extratos totais de C. tomentosum mostraram diminuição da viabilidade celular de ≈7 log10 aos 15 min de tratamento, enquanto que os extratos lipídicos totais de C. vulgaris mostraram inibição de ≈6 log10 no mesmo tempo de tratamento. No entanto, com extratos totais da microalga, a inativação até ao limite de deteção do método acorreu mais cedo, aos 30 min, do que com os da macroalga. Os ensaios com frações de lípidos polares mostraram igualmente atividade antibacteriana, no entanto foi necessário mais tempo de tratamento, ocorrendo inativação até ao limite de deteção do método aos 90 min. Os extratos não mostraram atividade antibacteriana na ausência de luz, o que é uma vantagem, pois esta é uma característica importante para um PS ser considerado apropriado para aPDT. A utilização de extratos lipídicos como PS em aPDT é um método promissor para a inativação de S. aureus. |
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As algas são organismos marinhos (alguns de água doce) que existem em abundância nas costas marítimas em todo mundo e cuja produção em aquacultura tem vindo a aumentar. Estes organismos têm sido alvo de estudos sobre o seu potencial bioativo, contudo, existem poucos estudos que associam essa bioatividade a compostos específicos. As algas, principalmente as microalgas, são ricas em lípidos, e os estudos sobre o seu potencial antibacteriano são ainda muito escassos. Os trabalhos publicados sobre este tema mostram, principalmente, resultados sobre estudos que utilizam extratos lipídicos de algas para estudar a sua atividade antibacteriana. Extratos lipídicos de algas mostraram ter efeito antibacteriano, mas poucos destes estudos identificam os compostos responsáveis. No entanto, esta atividade foi associada a ácidos gordos e lípidos polares, nomeadamente, glicolípidos, fosfolípidos e betaínas, em alguns dos estudos consultados. Neste estudo, utilizámos extratos lipídicos obtidos de algas provenientes de aquacultura, de forma a testar se os extratos poderiam ser usados como fotossensibilizadores (PS), em terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT), explorando assim fontes naturais de compostos bioativos. Neste trabalho, foram utilizados extratos lipídicos totais e frações de lípidos polares obtidos pelo fracionamento dos extratos lipídicos totais, de duas algas, uma macroalga e uma microalga, de forma a perceber se estes tinham atividade antibacteriana. Os lípidos fracionados foram caracterizados por cromatografia líquida acoplada a espetrometria de massa (LC-MS), de modo a identificar as classes lipídicas mais abundantes e perceber se durante o fracionamento ocorreu perda de lípidos polares. Os resultados mostraram que após fracionamento dos extratos totais, o perfil lipídico manteve-se inalterado. Foram testados extratos lipídicos totais e frações de lípidos polares de Codium tomentosum e de Chlorella vulgaris à concentração de 1 mg/mL, em lipossomas, na bactéria de Gram-positivo, S. aureus, a uma irradiância de 150mW/cm2, até 90 min de tratamento. O tratamento aPDT com extratos totais de C. tomentosum mostraram diminuição da viabilidade celular de ≈7 log10 aos 15 min de tratamento, enquanto que os extratos lipídicos totais de C. vulgaris mostraram inibição de ≈6 log10 no mesmo tempo de tratamento. No entanto, com extratos totais da microalga, a inativação até ao limite de deteção do método acorreu mais cedo, aos 30 min, do que com os da macroalga. Os ensaios com frações de lípidos polares mostraram igualmente atividade antibacteriana, no entanto foi necessário mais tempo de tratamento, ocorrendo inativação até ao limite de deteção do método aos 90 min. Os extratos não mostraram atividade antibacteriana na ausência de luz, o que é uma vantagem, pois esta é uma característica importante para um PS ser considerado apropriado para aPDT. A utilização de extratos lipídicos como PS em aPDT é um método promissor para a inativação de S. aureus.Given the increasing of antibiotics resistance by bacteria, particularly, Staphylococcus aureus, and with a decline in investments in research and development of new drugs by pharmaceutical industry, there is an urgent need to invest in researching for viable alternatives for the discover of new molecules with antibacterial activity, from natural sources. Several published papers have suggested the presence of various compounds with antibacterial activity in algae, of which some are lipids. Thus, algae lipids with a potential antibiotic effect, may be an effective, sustainable and viable alternative. Algae are marine organisms (and some from freshwater) present in abundance in several maritime coasts all around the world, whose production in aquaculture have been growing. These organisms have been explored for their bioactive potential, however, there are just a few studies that relate that bioactivity to specific compounds. Algae, mainly microalgae, are rich in lipid, and studies about their antibacterial potential are still scarce. The few published papers on this subject mostly showed results from studies that used algae lipid extracts to explore their antibacterial activity. Extracts from several macro and microalgae showed antibacterial effect, but few identified the bioactive molecules. The few studies that identified the specific molecules with such activity, identified fatty acids and polar lipids, namely, glycolipids, phospholipids and betaine lipids associated with antibacterial properties. In this study, we used aquaculture algae lipid extracts in photodynamic therapy (aPDT), in order to test if these extracts would have effect as photosensitizers, by exploiting natural sources for new bioactive compounds. In this work, we used total lipid extracts and polar lipids fractions, obtained by the fractionation of lipid extracts of one macroalgae and one microalgae, so we could understand if these lipids had antimicrobial activity. Afterwards, the lipid fractions were characterized by liquid chromatography-mass spectrometry (MS), to identify the most abundant lipid species and to show if when fractionating the extracts would occur loss of polar lipids. The results showed that after fractionating the total lipid extracts, the lipid profile didn´t change. For the aPDT assays we used lipid extracts and fractions of polar lipids of Codium tomentosum and Chlorella vulgaris at a concentration of 1 mg/mL, in liposomes, on the Gram-positive bacteria S. aureus, with an irradiance of 150 mW/cm2, for a total of 90 min of treatment. With the total lipid extracts of C. tomentosum the cell viability decreased ≈7 log10 in in 15 min of treatment, while with C. vulgaris extracts there was a decreasing of ≈6 log10. However, the microalgae extracts inactivate S. aureus to the limit of detection of the method sooner, after 30 min, than the macroalgae extracts. The assays with fractions of polar lipids showed less effectiveness comparing with the total extracts, nevertheless they inhibited S. aureus to the limit of detection of the method, at 90 min. Both algae didn´t show activity in absence of light, which is a characteristic for an appropriated PS.2023-02-16T00:00:00Z2021-02-10T00:00:00Z2021-02-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/31065porDias, Marina Filipa Meirelesinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T12:00:01Zoai:ria.ua.pt:10773/31065Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:03:02.719660Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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