Investigação do extrato de cladódios de Cereus jamacaru quanto à composição química, potencial antimicrobiano contra Staphylococcus aureus e efeito larvicida para Aedes aegypti

dc.contributor.advisorPontual, Emmanuel Viana
dc.contributor.advisor-coAlves, João Victor de Oliveira
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/0882174483226946pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1777060469196142pt_BR
dc.contributor.authorGuimarães, Júlia Maria Rodrigues
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3701748857935689pt_BR
dc.date.accessioned2025-01-13T17:52:42Z
dc.date.available2025-01-13T17:52:42Z
dc.date.issued2023-09-21
dc.degree.departamentDepartamento de Biologiapt_BR
dc.degree.graduationLicenciatura em Ciências Biológicaspt_BR
dc.degree.grantorUniversidade Federal Rural de Pernambucopt_BR
dc.degree.levelGraduacaopt_BR
dc.degree.localRecifept_BR
dc.descriptionCereus jamacaru (Cactaceae) é uma planta do semiárido brasileiro que possui importância econômica e uso na medicina popular. O uso dos antibióticos atualmente comercializados acarreta em muitos efeitos indesejados e tem levado ao surgimento de bactérias resistentes, enquanto os inseticidas sintéticos possuem, geralmente, alta persistência no ambiente e forte toxicidade não alvo. Nesse sentido, a busca por novos agentes antimicrobianos e inseticidas tem crescido. O objetivo deste trabalho foi investigar o extrato de cladódios de C. jamacaru quanto à composição química (presença de lectinas, inibidor de proteases e metabólitos secundários), potencial antimicrobiano contra bactérias patogênicas e efeito larvicida para Aedes aegypti. Cladódios de C. jamacaru foram coletados em Recife, Pernambuco. Os espinhos foram removidos e os cladódios foram cortados em fatias e secos ao ar. Em seguida, foram triturados e o pó (10 g) foi homogeneizado (28°C, 16 h) com solução de NaCl 0,15 M (100 mL) em água, utilizando agitador magnético. A mistura foi filtrada e centrifugada (3.000 g, 15 min) e o sobrenadante correspondeu ao extrato de cladódios (CjCE) que foi investigado quanto à presença de lectinas utilizando eritrócitos de coelho, inibidor de protease utilizando tripsina bovina (0,1 mg/mL) e o substrato cromogênico e peptidomimético BApNA (8 mM), e metabólitos secundários por cromatografia em camada delgada. O conteúdo de compostos fenólicos em CjCE foi determinado utilizando o reagente de Folin-Ciocalteu (10%, v/v) e uma curva padrão de ácido gálico, enquanto flavonoides foram quantificados utilizando o reagente cloreto de alumínio (20%, m/v) e quercetina como padrão. Em seguida, o extrato foi investigado quanto à atividade antioxidante pelos métodos do DPPH, ABTS e Fosfomolibdênio. O potencial antibacteriano de CjCE foi determinado utilizando cepas de bactérias sensíveis ou resistentes a antibióticos pelo método de microdiluição em placa. A concentração mínima inibitória (CMI, menor concentração de CjCE capaz de inibir em 50% o crescimento bacteriano) foi determinada. Ensaio de hemólise por S. aureus foi realizado utilizando eritrócitos humanos e o efeito de CjCE (128, 64 e 32 µg/mL) sobre a hemólise foi investigado. O potencial larvicida de CjCE (0,40 a 3,5%, m/v) foi avaliado por tratamento (48 h) de larvas de A. aegypti no terceiro instar (L3). CjCE causou a aglutinação dos eritrócitos de coelho (8 UAH), sugerindo a presença de lectinas. O extrato reduziu a hidrólise do substrato BApNA por tripsina, indicando a presença de inibidor de proteases. A cromatografia em camada delgada de CjCE revelou a presença de açúcares redutores e análise quali-quantitativa mostrou 40,20±0,97 mgEAG/g de fenóis totais, dentre os quais, 3,36±0,07 mgEAG/g (8,36%) foram flavonoides. CjCE apresentou relevante atividade oxidante, com capacidade de sequestro dos radicais ABTS e DPPH (IC50 de 3.735 µg/mL e 2704, 50µg/mL, respectivamente), mas não foi hábil em causar redução do fosfomolibdênio. CjCE foi tóxico apenas para cepa de Staphylococcus aureus (UFPEDA 02) revelando um forte efeito bacteriostático (CMI de 199,09±0,85 µg/mL), e reduziu em mais de 90% a lise de eritrócitos causada pela bactéria, em relação ao controle. O tratamento de L3 de Ae. aegypti com CjCE acarretou em mortalidade de forma dose dependente (CL50 = 0,68 %, m/v). Por outro lado, quando as larvas foram tratadas com CjCE em concentração 10 vezes superior à CL50, houve eliminação do conteúdo intestinal coberto pela membrana peritrófica na tentativa de eliminar os componentes tóxicos do extrato. Em conclusão, o extrato de cladódios de C. jamacaru é um novo agente antimicrobiano capaz de inibir fortemente o crescimento de S. aureus e reduzir a toxicidade bacteriana para eritrócitos humanos. Ademais, a toxicidade para larvas de A. aegypti mostrada aqui aponta o extrato de cladódios de C. jamacaru como interessante material de partida para obtenção de formulações larvicidas. Os efeitos antibacteriano e inseticida do extrato podem estar ligados à presença de lectinas, inibidor de proteases e compostos fenólicos.pt_BR
dc.description.abstractCereus jamacaru (Cactaceae), mandacaru, is a plant from the Brazilian semi-arid region that has economic importance for livestock farming and use in folk medicine. The use of currently commercialized antibiotics leads to many unwanted effects and has led to the emergence of resistant bacteria, while synthetic insecticides generally have high persistence in the environment and strong non-target toxicity. In this sense, the search for new antimicrobial agents and insecticides has grown. The aim of this work was to investigate the cladode extract of C. jamacaru regarding its chemical composition (presence of lectins, protease inhibitors and secondary metabolites), antimicrobial potential against pathogenic bacteria and larvicidal effect against Aedes aegypti. Cladodes of C. jamacaru were collected in Recife, Pernambuco. The spines were removed and the cladodes were cut into slices and air-dried (28°C, 4 days). Then, the cladodes were crushed and the powder (10 g) was homogenized (28°C, 16 h) with 0.15 M NaCl solution (100 mL) in water, using a magnetic stirrer. The mixture was filtered and centrifuged (3,000 g, 15 min) and the clear supernatant corresponded to cladode extract (CjCE) which was investigated for the presence of lectins using rabbit erythrocytes, protease inhibitor using bovine trypsin (0.1 mg/ mL) and the chromogenic and peptidomimetic substrate BApNA (8 mM), and secondary metabolites by thin layer chromatography. The content of phenolic compounds in CjCE was determined using the Folin-Ciocalteu reagent (10%, v/v) and a gallic acid standard curve, while flavonoids were quantified using the aluminum chloride reagent (20%, m/v) and quercetin as standard. Then, the extract was investigated for antioxidant activity using the DPPH, ABTS and Phosphomolybdenum methods. The antibacterial potential of CjCE was determined using bacterial strains sensitive or resistant to antibiotics by the plate microdilution method. The minimum inhibitory concentration (MIC, lowest concentration of CjCE capable of inhibiting bacterial growth by 50%) was determined. Hemolysis assay by S. aureus was performed using human erythrocytes and the effect of CjCE (128, 64 and 32 µg/mL) on hemolysis was investigated. The larvicidal potential of CjCE (0.40 to 3.5%, m/v) was evaluated by treatment (48 h) of A. aegypti larvae in the third instar (L3). CjCE caused agglutination of rabbit erythrocytes (8 UAH), suggesting the presence of lectins. The extract reduced the hydrolysis of the BApNA substrate by trypsin, indicating the presence of a protease inhibitor. CjCE thin layer chromatography revealed the presence of reducing sugars and qualitative-quantitative analysis showed 40.20±0.97 mgEAG/g of total phenols, among which, 3.36±0.07 mgEAG/g (8, 36%) were flavonoids. CjCE showed relevant oxidant activity, with the ability to scavenge ABTS and DPPH radicals (IC50 of 3,735 µg/mL and 2704.50 µg/mL, respectively), but was not able to cause reduction of phosphomolybdenum. CjCE was toxic only to the Staphylococcus aureus strain (UFPEDA 02), revealing a strong bacteriostatic effect (MIC of 199.09±0.85 µg/mL), and reduced erythrocyte lysis caused by the bacteria by more than 90%, compared to to control. The treatment of L3 of Ae. aegypti with CjCE resulted in dose-dependent mortality (LC50 = 0.68%, m/v). On the other hand, when larvae were treated with CjCE at a concentration 10 times higher than the LC50, the intestinal contents covered by the peritrophic membrane were eliminated in an attempt to eliminate the toxic components of the extract. In conclusion, C. jamacaru cladode extract is a novel antimicrobial agent capable of strongly inhibiting the growth of S. aureus and reducing bacterial toxicity to human erythrocytes. Furthermore, the toxicity to A. aegypti larvae shown here points to the C. jamacaru cladode extract as an interesting starting material for obtaining larvicidal formulations. The antibacterial and insecticidal effects of the extract may be linked to the presence of lectins, protease inhibitors and phenolic compounds.pt_BR
dc.format.extent41 f.pt_BR
dc.identifier.citationGUIMARÃES, Júlia Maria Rodrigues. Investigação do extrato de cladódios de Cereus jamacaru quanto à composição química, potencial antimicrobiano contra Staphylococcus aureus e efeito larvicida para Aedes aegypti. 2023. 41 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Ciências Biológicas) - Departamento de Biologia, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repository.ufrpe.br/handle/123456789/6637
dc.language.isoporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.licenseAtribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)pt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.pt_BRpt_BR
dc.subjectCactospt_BR
dc.subjectAgentes antiinfecciosospt_BR
dc.subjectLarvicidapt_BR
dc.subjectAedes aegyptipt_BR
dc.subjectLectinaspt_BR
dc.subjectInibidores enzimáticospt_BR
dc.subjectEnzimas proteolíticaspt_BR
dc.titleInvestigação do extrato de cladódios de Cereus jamacaru quanto à composição química, potencial antimicrobiano contra Staphylococcus aureus e efeito larvicida para Aedes aegyptipt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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