Abordagem One Strain Many Compounds em bactérias marinhas para o estudo do potencial farmacológico anti-Trypanosoma cruzi
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5134/tde-07102025-161200/ |
Resumo: | Doenças Tropicais Negligenciadas, como a doença de Chagas (DC), afeta mais de oito milhões de pessoas, principalmente nas Américas, causando sequelas cardiovasculares fatais. O tratamento é dependente de apenas dois fármacos antigos, tóxicos e com baixa eficácia, demonstrando uma necessidade urgente de inovações terapêuticas. Considerando a elevada quimodiversidade da natureza, bactérias marinhas representam uma fonte rica de compostos químicos com potencial contra agentes patogênicos humanos. As estratégias baseadas em cultivo de bactérias, como a abordagem One Strain Many Compounds (OSMAC), provou ser uma ferramenta simples e promissora para a descoberta de fármacos, com a capacidade de estimular a expressão de genes silenciosos em microrganismos. Neste estudo, utilizando o OSMAC, avaliamos o potencial da bactéria marinha Metabacillus indicus para a produção de compostos anti-Trypanosoma cruzi. A M. indicus foi cultivada sob diferentes condições, subdivididas em quatro grupos, como alterações nutricionais, físicas, biológicas e químicas. Utilizando como controle o extrato da bactéria cultivada em meio Marine Broth (estático) a 25º C, os dados demonstraram uma atividade contra as formas tripomastigotas, com um valor de CE50 de 28 g/mL. As alterações físicas de cultivo, provaram ser a abordagem mais eficaz para aumentar a potência dos metabólitos de M. indicus, resultando em valores de CE50 entre 3 e 26 g/mL. A cultura em meio Marine Agar potencializou os metabolitos anti-T. cruzi em 8,4 vezes. Quando expostas à radiação gama de Cobalto-60 (0,5 kGy), as bactérias produziram metabolitos com uma potência 2 vezes maior. As alterações nutricionais resultaram em metabólitos potentes, com valores de CE50 entre 11 e 18 g/mL, enquanto as alterações biológicas resultaram em valores de CE50 entre 11 e 28 g/mL. A adição de conteúdo celular de T. cruzi e Leishmania infantum, e o co-cultivo com Acinetobacter baumannii aumentaram em 2 vezes a potência anti-T. cruzi. Os eliciadores químicos, como o DMSO e EtOH não potencializaram os metabólitos de M. indicus. O perfil químico de M. indicus foi analisado usando RMN e UPLC-HRMS-MS², e processado utilizando a plataforma GNPS, levando à anotação de nucleosídeos, dipeptídeos, esteróides e derivados de ácidos graxos. Estes resultados confirmaram que a abordagem OSMAC produziu não só atividades anti-T. cruzi distintas, mas também, perfis metabolômicos diferentes, podendo ser explorados para estudos de descoberta de novos protótipos farmacêuticos contra a doença de Chagas. |
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Abordagem One Strain Many Compounds em bactérias marinhas para o estudo do potencial farmacológico anti-Trypanosoma cruziOne Strain Many Compounds approach in marine bacteria to study the anti-Trypanosoma cruzi pharmacological potentialBactérias marinhasChagas diseaseDoença de ChagasDoenças NegligenciadasMarine bacteriaMetabacillusMetabacillusNeglected DiseasesOSMACOSMACTrypanosoma cruziTrypanosoma cruziDoenças Tropicais Negligenciadas, como a doença de Chagas (DC), afeta mais de oito milhões de pessoas, principalmente nas Américas, causando sequelas cardiovasculares fatais. O tratamento é dependente de apenas dois fármacos antigos, tóxicos e com baixa eficácia, demonstrando uma necessidade urgente de inovações terapêuticas. Considerando a elevada quimodiversidade da natureza, bactérias marinhas representam uma fonte rica de compostos químicos com potencial contra agentes patogênicos humanos. As estratégias baseadas em cultivo de bactérias, como a abordagem One Strain Many Compounds (OSMAC), provou ser uma ferramenta simples e promissora para a descoberta de fármacos, com a capacidade de estimular a expressão de genes silenciosos em microrganismos. Neste estudo, utilizando o OSMAC, avaliamos o potencial da bactéria marinha Metabacillus indicus para a produção de compostos anti-Trypanosoma cruzi. A M. indicus foi cultivada sob diferentes condições, subdivididas em quatro grupos, como alterações nutricionais, físicas, biológicas e químicas. Utilizando como controle o extrato da bactéria cultivada em meio Marine Broth (estático) a 25º C, os dados demonstraram uma atividade contra as formas tripomastigotas, com um valor de CE50 de 28 g/mL. As alterações físicas de cultivo, provaram ser a abordagem mais eficaz para aumentar a potência dos metabólitos de M. indicus, resultando em valores de CE50 entre 3 e 26 g/mL. A cultura em meio Marine Agar potencializou os metabolitos anti-T. cruzi em 8,4 vezes. Quando expostas à radiação gama de Cobalto-60 (0,5 kGy), as bactérias produziram metabolitos com uma potência 2 vezes maior. As alterações nutricionais resultaram em metabólitos potentes, com valores de CE50 entre 11 e 18 g/mL, enquanto as alterações biológicas resultaram em valores de CE50 entre 11 e 28 g/mL. A adição de conteúdo celular de T. cruzi e Leishmania infantum, e o co-cultivo com Acinetobacter baumannii aumentaram em 2 vezes a potência anti-T. cruzi. Os eliciadores químicos, como o DMSO e EtOH não potencializaram os metabólitos de M. indicus. O perfil químico de M. indicus foi analisado usando RMN e UPLC-HRMS-MS², e processado utilizando a plataforma GNPS, levando à anotação de nucleosídeos, dipeptídeos, esteróides e derivados de ácidos graxos. Estes resultados confirmaram que a abordagem OSMAC produziu não só atividades anti-T. cruzi distintas, mas também, perfis metabolômicos diferentes, podendo ser explorados para estudos de descoberta de novos protótipos farmacêuticos contra a doença de Chagas.Neglected Tropical Diseases as Chagas disease (CD) affects more than eight million people, mainly in the Americas, causing fatal cardiovascular outcomes. Relying on a two old, toxic and low efficacy drugs for treatment, there is an urgent need for new candidates. Comprising a high chemodiversity, marine bacteria are a rich source for small molecules with potential against human pathogens. Cultivation-based strategies of bacteria, as the One Strain Many Compounds (OSMAC) approach, has proven to be a simple and promising tool for drug discovery, with the ability to stimulate the expression of cryptic genes in microorganisms. In this study, using the OSMAC, we evaluated the potential of the marine bacteria Metabacillus indicus to produce anti-Trypanosoma cruzi compounds with higher potency. The M. indicus was cultivated under different conditions, subdivided into four groups, as nutritional, physical, biological and chemical alterations. For comparisons, the extract obtained from the bacteria in Marine Broth (static) at 25º C, was used as control and resulted in a EC50 value of 28 g/mL against the trypomastigotes. The physical alterations proved to be the most effective approach to improve the potency of M. indicus metabolites, resulting in EC50 values between 3 and 26 g/mL. The cultivation in Marine agar potentiated the antitrypanosomal metabolites by 8.4-fold. When exposed to cobalt-60 gamma radiation (0.5 kGy), the bacteria produced metabolites with 2-fold higher antitrypanosomal potency. The nutritional alterations resulted in potent metabolites, with EC50 values between 11 and 18 g/mL, while biological alterations resulted in EC50 values between 11 and 28 g/mL. Addition of T. cruzi and Leishmania infantum antigens and co-cultivation with Acinetobacter baumannii, enhanced by 2-fold the potency. Chemical elicitors such as DMSO and EtOH demonstrated no improvements for M. indicus cultivation. The chemical profile of M. indicus was analyzed using NMR and UPLC-HRMS-MS² and processed using the GNPS platform and led in the annotation of nucleosides, dipeptides, steroids, and fatty acid derivatives. These findings confirmed that the OSMAC approach yielded not only distinct antitrypanosomal activities, but also distinct metabolomic profiles in M. indicus that could be exploited for drug discovery studies for Chagas disease.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCardoso, André Gustavo TemponeAndrade, Beatriz Alves de2025-05-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5134/tde-07102025-161200/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-10-07T19:36:02Zoai:teses.usp.br:tde-07102025-161200Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-10-07T19:36:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Doenças Tropicais Negligenciadas, como a doença de Chagas (DC), afeta mais de oito milhões de pessoas, principalmente nas Américas, causando sequelas cardiovasculares fatais. O tratamento é dependente de apenas dois fármacos antigos, tóxicos e com baixa eficácia, demonstrando uma necessidade urgente de inovações terapêuticas. Considerando a elevada quimodiversidade da natureza, bactérias marinhas representam uma fonte rica de compostos químicos com potencial contra agentes patogênicos humanos. As estratégias baseadas em cultivo de bactérias, como a abordagem One Strain Many Compounds (OSMAC), provou ser uma ferramenta simples e promissora para a descoberta de fármacos, com a capacidade de estimular a expressão de genes silenciosos em microrganismos. Neste estudo, utilizando o OSMAC, avaliamos o potencial da bactéria marinha Metabacillus indicus para a produção de compostos anti-Trypanosoma cruzi. A M. indicus foi cultivada sob diferentes condições, subdivididas em quatro grupos, como alterações nutricionais, físicas, biológicas e químicas. Utilizando como controle o extrato da bactéria cultivada em meio Marine Broth (estático) a 25º C, os dados demonstraram uma atividade contra as formas tripomastigotas, com um valor de CE50 de 28 g/mL. As alterações físicas de cultivo, provaram ser a abordagem mais eficaz para aumentar a potência dos metabólitos de M. indicus, resultando em valores de CE50 entre 3 e 26 g/mL. A cultura em meio Marine Agar potencializou os metabolitos anti-T. cruzi em 8,4 vezes. Quando expostas à radiação gama de Cobalto-60 (0,5 kGy), as bactérias produziram metabolitos com uma potência 2 vezes maior. As alterações nutricionais resultaram em metabólitos potentes, com valores de CE50 entre 11 e 18 g/mL, enquanto as alterações biológicas resultaram em valores de CE50 entre 11 e 28 g/mL. A adição de conteúdo celular de T. cruzi e Leishmania infantum, e o co-cultivo com Acinetobacter baumannii aumentaram em 2 vezes a potência anti-T. cruzi. Os eliciadores químicos, como o DMSO e EtOH não potencializaram os metabólitos de M. indicus. O perfil químico de M. indicus foi analisado usando RMN e UPLC-HRMS-MS², e processado utilizando a plataforma GNPS, levando à anotação de nucleosídeos, dipeptídeos, esteróides e derivados de ácidos graxos. Estes resultados confirmaram que a abordagem OSMAC produziu não só atividades anti-T. cruzi distintas, mas também, perfis metabolômicos diferentes, podendo ser explorados para estudos de descoberta de novos protótipos farmacêuticos contra a doença de Chagas. |
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