UNIVERSIDADE SANTA CECILIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SUSTENTABILIDADE DE ECOSSISTEMAS COSTEIROS E MARINHOS MESTRADO EM ECOLOGIA PIETRO COCCARO - PDF
UNIVERSIDADE SANTA CECILIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SUSTENTABILIDADE DE ECOSSISTEMAS COSTEIROS E MARINHOS MESTRADO EM ECOLOGIA PIETRO COCCARO
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Edison Diegues Figueira
1 UNIVERSIDADE SANTA CECILIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SUSTENTABILIDADE DE ECOSSISTEMAS COSTEIROS E MARINHOS MESTRADO EM ECOLOGIA PIETRO COCCARO AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES ANTIFÚNGICA IN VITRO, FITOQUÍMICA E ECOTOXICOLOGICA DA FRAÇÃO ACETATO DE ETILA OBTIDA A PARTIR DAS FOLHAS DE TERMINALIA CATAPPA L. (COMBRETACEAE) SANTOS/ SP 2014
2 PIETRO COCCARO AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES ANTIFÚNGICA IN VITRO, FITOQUÍMICA E ECOTOXICOLOGICA DA FRAÇÃO ACETATO DE ETILA OBTIDA A PARTIR DAS FOLHAS DE TERMINALIA CATAPPA L. (COMBRETACEAE) Dissertação apresentada à Universidade Santa Cecília como parte dos requisitos para obtenção do título de mestre no Programa de Pós-Graduação em Ecossistemas Costeiros e Marinhos, sob orientação do Prof. Dr. Walber Toma e Co- Orientação da Profa. Dra. Luciana Lopes Guimarães SANTOS/SP 2014
3 1 É expressamente proibida a comercialização deste documento, tanto na sua forma impressa como eletrônica. Sua reprodução total ou parcial é permitida exclusivamente para fins acadêmicos e científicos, desde que a reprodução figure a identificação do autor, título, instituição e ano da base.
4 2 Autorizo a reprodução parcial ou total deste trabalho, por qualquer que seja o processo, exclusivamente para fins acadêmicos e científicos. Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca da Universidade Santa Cecília Coccaro, Pietro. Avaliação das atividades antifúngica in vitro, Fitoquímica e Ecotoxicológica da fração acetato de etila obtida a partir das folhas de Terminalia catappa l. (combretaceae)/ Pietro Coccaro, Santos, p. Orientador: Prof. Dr. Walber Toma. Co-orientadora: Profa. Dra. Luciana Lopes Guimarães. Dissertação de Mestrado (Pós-Graduação). Universidade Santa Cecília, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Santos, São Paulo, Terminalia catappa; 2 - Chapéu de Sol; 3 Ácido Gálico; 4 Candida albicans; 5-Ecotoxicologia. Prof. Dr. Toma, Walber. Profa. Dra. Guimarães, Luciana Lopes. Avaliação das atividades antifúngica in vitro, Fitoquímica e Ecotoxicológica da fração acetato de etila obtida a partir das folhas de Terminalia catappa l. (combretaceae).
5 3 DEDICATÓRIA À minha esposa Vera Lúcia, aos meus filhos Pietro, Milena e Bruno e ao meu neto Felipe
6 4 AGRADECIMENTOS Ao meu orientador, prof. Dr. Walber Toma, pela orientação e pela confiança na execução deste trabalho, e principalmente pela paciência que teve comigo durante a elaboração final da dissertação. A minha co-orientadora, Profa. Dra. Luciana Lopes Guimarães, pela ajuda e apoio ao longo dos experimentos. A todos os professores do Programa de Mestrado em Ecologia da Universidade Santa Cecília, Profa. Dra. Alpina Begossi, Prof. Dr. Álvaro Reigada, Prof. Dr. Angel Del Valls, Prof. Dr. Fábio Giordano, Prof. Dr. João Inácio da Silva Filho, Profa. Dra. Mara Magenta, Profa. Dra. Mariana Clauzet, Profa. Dra. Milena Ramires de Souza, Prof. Dr. Silvio Valadão, Prof. Dr. Rodrigo Brasil Choueri e Prof. Dr. Marcos Tadeu Tavares Pacheco, por toda a paciência, dedicação, assistência e conhecimentos transmitidos nestes 20 meses para o desenvolvimento desta pesquisa. Um agradecimento muito especial ao diretor da Faculdade Don Domenico, Prof. Ms. Fernando Mendes Passaes, e ao coordenador do curso de administração Prof. Ms. Marcel André Valluis, entre tantas outras pessoas me incentivaram e contribuíram para este título. A todos os estagiários do Laboratório de Ecotoxicologia da Universidade Santa Cecilia que contribuíram com a execução deste trabalho. Aos Prof. Ms. Fernando Sanzi Cortez e Prof. Ms. Fábio Hernes Pusceddu, que ajudaram muito na realização dos testes de toxicidade. À Sandra H. A. de Araújo e Imaculada Scorza, da Secretaria da Pós- Graduação stricto sensu por estarem sempre presentes e dispostas a ajudar. Agradeço à colega de curso, Giovanna Mazzeo pela ajuda desde a preparação dos testes até a sua conclusão final, e à Graziella Rizzo pela ajuda na tradução do texto.
7 5 RESUMO O presente estudo teve como propósito avaliação da atividade antifúngica de quatro diferentes concentrações da Fração Acetato de Etila (FrAcOH) obtida a partir das folhas de Terminalia catappa. Os resultados apontam atividade contra Candida albicans tendo inibição de 43,76%, 83,67% e 100% nas concentrações de 2,5; 5,0 e 10 mg/ml, respectivamente. Dados fitoquímicos apontam em cromatografia em camada delgada a presença do composto fenólico ácido gálico. Ensaios quantitativos através do método de Folin relatam em FrAcOH concentração de 42,1 mg de compostos fenólicos expressos na forma de ácido gálico, sendo este considerado marcador referência. Ensaios antioxidantes reforçam a presença do referido composto químico e fortalecem mecanismo de ação antifúngico vinculado à estrutura química de substâncias com propriedades antioxidantes. Dados ecotoxicológicos apontam valores de CEO = 3,125 mg/l; CENO < 3,125 mg/l e CE50 = 31,1933 mg/l. Tais dados apontam que FrAcOH é considerada como nociva ao meio ambiente segundo diretiva 93/67/EEC. No entanto, quando comparados valores de Kow de ácido gálico presente em FrAcOH em relação aos antifúngicos da classe dos Azólicos há hipótese de menor risco de danos ao meio ambiente em virtude do ácido gálico apresentar menor valor de Kow em comparação a tais fármacos já disponíveis no mercado farmacêutico. Conclui-se que FrAcOH apresenta atividade antifúngica contra Candida albicans tendo o ácido gálico como marcador químico referência. Valores comparativos de Kow apontam que FrAcOH se trata de proposta terapêutica de menor risco ambiental em comparação aos fármacos disponíveis no mercado farmacêutico. Palavras-chave: 1 - Terminalia catappa; 2 - Chapéu de Sol; 3 Ácido Gálico; 4- Candida albicans; 5-Ecotoxicologia
8 6 ABSTRACT The present study had as purpose evaluation of antifungal activity of four different concentrations of Ethyl acetate Fraction (FrAcOH) obtained from Terminalia catappa leaves. The results show activity against Candida albicans and inhibition of 43.76%, 83.67% and 100% at concentrations of 2.5; 5.0 and 10 mg/ml, respectively. Phytochemical data point in thin layer chromatography the presence of Gallic acid phenolic compound. Quantitative assays through the Folin method reported in FrAcOH 42.1 mg concentration of phenolic compounds expressed in the form of Gallic acid, which is considered reference marker. Antioxidant tests strengthen the presence of this chemical compound and strengthen antifungal mechanism of action linked to the chemical structure of substances with antioxidant properties. Ecotoxicological data point values of CEO = mg/l; CENO < mg/l and Ec50 = mg/l. such data indicate that FrAcOH is regarded as harmful to the environment according to Directive 93/67/EEC. However, when comparing values of Kow of Gallic acid present in FrAcOH in relation to the class of antifungal Azole any chance of reduced risk of damage to the environment as a result of Gallic acid present smallest value of Kow compared to such drugs already available in the pharmaceutical market. It is concluded that FrAcOH presents antifungal activity against Candida albicans and Gallic acid like chemical marker reference. Comparative values of Kow indicate that FrAcOH it comes to proposal of lower environmental risk therapy compared to drugs available in the pharmaceutical market. Keywords: 1 - Terminalia catappa; 2 - Chapéu de Sol; 3 Gallic Acid; 4- Candida albicans; 5- Ecotoxicology
9 7 LISTA DE ILUSTRAÇÕES FIGURA 1: Planta Terminalia catappa Linn (Combretaceae) FIGURA 2: Exsicata folhas de Terminalia catappa FIGURA 3: Processo extrativo percolação folhas de Terminalia catappa Linn 18 FIGURA 4: Processo de partição do extrato de Terminalia catappa Linn FIGURA 5 - Estímulo para identificação e liberação de espermatozoides de Lytechinus variegatus FIGURA 6 - Coleta de espermatozoides de Lytechinus variegatus FIGURA 7: Espermatozoides de Lytechinus variegatus acondicionados em um béquer envolto com gelo FIGURA 8: Fêmea de Lytechinus variegatus liberando os óvulos FIGURA 9: Ovos de Lytechinus variegatus (400X) FIGURA 10: Terminalia catappa na cidade de Santos-SP...28 FIGURA 11: Atividade de FrAcOH de Terminalia catappa após exposição in vitro à Candida albicans FIGURA 12: Placa cromatográfica de FrAcOH de Terminalia catappa eluída com mistura de clorofórmio / metanol / n-propanol / água (5:6:1:4; v/v) como fase móvel e revelada com solução de cloreto férrico 1% em metanol FIGURA 13: Estrutura química do ácido gálico FIGURA 14: Placa cromatográfica de FrAcOH de Terminalia catappa eluída em clorofórmio / metanol / n-propanol / água (5:6:1:4; v/v) como fase móvel e revelando com DPPH 0,2% diluído em metanol FIGURA 15: Avaliação da fertilização de gametas de Lytechinus variegatus após exposição aguda em diferentes concentrações (mg/l) de FrAcOH de Terminalia catappa...38
10 8 FIGURA 16: Avaliação da fertilização de gametas de Lytechinus variegatus após exposição crônica em diferentes concentrações (mg/l) de FrAcOH de Terminalia catappa...39
11 9 LISTA DE TABELAS TABELA 1: Condições para realização dos ensaios de toxicidade com L. variegatus (Efeito Agudo/Fertilização) TABELA 2: Condições para realização dos ensaios de toxicidade com L. variegatus (Efeito Crônico / Embriolarval) TABELA 3: Rendimento extrativo com folhas de Terminalia catappa TABELA 4: Classificação de FrAcOH de Terminalia catappa baseada na diretiva 93/67/EEC da União Europeia TABELA 5: Fármacos antifúngicos da classe dos Azólicos disponíveis no mercado farmacêutico para o tratamento de Candida albicans e seus respectivos valores de Kow...40 TABELA 6: Valores de Kow de fármacos antifúngicos da classe dos Azólicos em comparação ao marcador referência (Ácido gálico) de FrAcOH...41
12 10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANOVA Análise de Variância CCD Cromatografia em Camadas Delgadas CENO Concentração de Efeito não Observado CEO Concentração de Efeito Observado CFM Concentração de Fungicida Mínima DPPH Diphenyl Picryl - Hydrazyl EC50 Concentração Efetiva a 50% EEB - Extrato Etanólico Bruto Seco ETE - Estações de Tratamento de Esgotos FrAcOH - Fração Acetato de Etila FrAq - Fração Aquosa FrCHCl3 - Fração Clorofórmica FrHex - Fração Hexânica Kow - Coeficiente de Partição Octanol-Água NCCLS - The National Committee for Clinical Laboratory Standards OMS - Organização Mundial da Saúde POE Poluentes Orgânicos Emergentes Rf Fatores de Retenção USEPA United States Environmental Protection Agency
13 11 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS MATERIAIS E MÉTODOS Coleta e identificação Processo extrativo Partição do extrato Ensaios microbiológicos in vitro Cultivo de fungos e preparação do inoculo Preparo das soluções-estoque para os testes de susceptibilidade aos extratos vegetais Realização dos testes de susceptibilidade à Fração (FrAcOH) Diluição em caldo realizada em tubos (macro diluição) Leitura e interpretação dos resultados Análise fitoquímica Cromatografia em Camada Delgada Avaliação da atividade antioxidante in vitro Avaliação qualitativa Determinação de fenóis totais Avaliação Ecotoxicológica Ensaio para avaliação de efeito agudo (Fertilização) com Lytechinusm Variegatus (Echinodermata, Echinoidea) Ensaio para avaliação de efeito crônico (Embriolarval) de curta duração com Lytechinus variegatus (Echinodermata, Echinoidea) ANÁLISE ESTATÍSTICA RESULTADOS E DISCUSSÃO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 44
14 12 INTRODUÇÃO Os fungos são agentes oportunistas de maior distribuição na natureza. Estão presentes no ar, nas superfícies inanimadas de hospitais e dos domicílios, nas plantas, no solo, na água, nos alimentos e nos animais domésticos. Colonizam a pele, mucosas do trato gastrointestinal e também do trato respiratório no hospedeiro humano (SANTANA et al., 2013). Estudos apontam que diversas são as espécies de fungos distribuídos ao longo do planeta. Estima-se que estes representem 7% de todas as espécies eucarióticas, o que equivale a cerca de espécies. Destas, cerca de 600 são consideradas patológicas aos seres humanos, tendo destaque no presente trabalho o gênero Candida (BADIEE & HASHEMIZADEH, 2014). As leveduras do gênero Candida têm grande importância, pela alta frequência com que infectam e colonizam o hospedeiro humano. Estas são encontradas no tubo gastrointestinal em 80% da população adulta saudável. Entre as mulheres, cerca de 20 a 30% apresentam colonização por Candida vaginal. Dados apontam também que em hospitais, o gênero Candida responde por cerca de 80% das infecções fúngicas documentadas, representando um grande desafio aos clínicos de diferentes especialidades devido às dificuldades diagnósticas e terapêuticas das infecções causadas por tais agentes (COLOMBO & GUIMARÃES, 2003). O gênero Candida é constituído por cerca de 200 espécies, sendo que apenas 17 delas têm sido relacionadas a casos de micoses humanas. A maioria destas leveduras não apresenta forma sexuada conhecida, sendo sua identificação ao nível de espécie obtida através da análise de suas características micromorfológicas e perfil bioquímico. As principais espécies de interesse clínico são: Candida albicans, Candida parapsilosis, Candida tropicalis, Candida glabrata, Candida krusei, Candida guilliermondii e Candida lusitaniae.(viriato, 2014). Candida albicans é, sem dúvida alguma, a espécie mais frequentemente isolada de infecções superficiais e invasivas em diversos sítios anatômicos e como causa de candidíase em todas as partes do mundo. É também a espécie de Candida com maior conhecimento patogênico, devido à diversidade de fatores de virulência descobertos. Habitualmente se considera que a origem de
15 13 Candida albicans causadora de infecções seja a microbiota do trato digestório humano (organismo comensal), porém diversos casos têm sido relatados de forma horizontal. Candida albicans foi o primeiro fungo zoopatogênico que teve o seu genoma sequenciado (organismo diploide com oito pares de cromossomos), o que possibilita uma variedade de experimentos e, por conseguinte, um grande avanço na biologia deste fungo, principalmente na expressão dos genes (BARBEDO & SGARBI, 2010). Atualmente diversos são os recursos farmacológicos para o tratamento de pacientes acometidos por infecções por Candida albicans. Dentre os fármacos mais utilizados clinicamente encontram-se aqueles pertencentes à classe dos Azólicos (Fluconazol, Voriconazol, Cetoconazol, Posaconazol, Itraconazol e Clotrimazol) (VIRIATO, 2014). Tais fármacos apresentam mecanismo de inibição da biossíntese de ergosterol presente na membrana citoplasmática do fungo, alterando a fluidez e a permeabilidade da membrana danificando suas funções de barreira e são considerados como primeira escolha no tratamento de infecções por Candida albicans (ESPINEL-INGROFF, 1997). Apesar do amplo conhecimento da espécie Candida albicans e das diversas opções farmacológicas, chama atenção o aumento da resistência deste patógeno contra agentes antifúngicos convencionais disponíveis no mercado farmacêutico (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2013). As falhas no tratamento dessas infecções podem ser atribuídas à resistência clínica ou microbiológica. A determinação da correlação entre ambas as resistências ainda é bastante limitada, o que aumenta a importância de estudos para conhecer o perfil de sensibilidade de cepas clínicas e o espectro de ação dos antifúngicos (VIRIATO, 2014). Além disso, é clara também a possibilidade após uso crônico de quadros de nefrotoxicidade por parte dos antifúngicos disponíveis no mercado farmacêutico que, por sua vez, acabam gerando controvérsias e insegurança por parte dos prescritores no que diz respeito à relação custo/benefício (BADIEE & HASHEMIDAZEH, 2014). Deste modo, são necessários novos estudos que proponham novas propostas terapêuticas antifúngicas capazes de atuar contra tais patógenos, ganhando destaque o estudo com as plantas medicinais. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), 80% da população em países em desenvolvimento dependem das práticas da medicina tradicional para
16 14 o tratamento de suas doenças. Apesar das estratégias de marketing e investimentos significativos da indústria farmacêutica objetivando o desenvolvimento de medicamentos alopáticos, a medicina tradicional, em específico a Fitoterapia, continua sendo grande segmento atrativo acerca de pesquisas científicas com propósito do desenvolvimento de novas propostas terapêuticas (BONIFÁCIO et al., 2014). Dentre tantas espécies disponíveis em território brasileiro e com potencial atividade farmacológica, destaca-se neste trabalho a Terminalia catappa Linn (Combretaceae) (Figura 1). Popularmente conhecida como Amendoeira, Amendoeira-da-Praia, Amendoeira-da-Índia, Cuca, Guarda-Sol, Castanheira da Índia, Castanhola e Chapéu-de-Sol, esta é uma espécie originária das Índias Orientais e Oceania e comumente utilizada para arborização ao longo de todo o litoral brasileiro. Figura 1: Terminalia catappa Linn (Combretaceae) Foto tirada na orla de Santos Chen, (2000), relata em seus trabalhos a utilização popular de partes obtidas a partir desta planta para o acometimento dos mais diversos males, tais como problemas hepáticos, cólicas, febres e diarreia. A literatura aponta ainda que os extratos de diversos órgãos de Terminalia catappa (folhas, frutos e cascas) apresentam atividades anti-inflamatória (FAN et al., 2004; LIN et al.,
17 ), hepatoprotetora (LIN et al., 1997; CHEN et al., 2000; CHEN & LI, 2006), afrodisíaca (RATNASOORYIA & DHARMASIRI, 2000), antidiabética (NAGAPPA et al., 2002) e antioxidante (MASUDA et al., 1999; CHYAU et al., 2002 e 2006). Apesar da ampla utilização terapêutica de extratos obtidos a partir de Terminalia catappa, ainda são escassos os trabalhos que demonstrem seu potencial efeito terapêutico no tratamento de infecções fúngicas ocasionadas por Candida albicans. Os fármacos abrangem um grupo diversificado de produtos químicos utilizados na medicina veterinária, nas práticas agrícolas, na saúde humana e nos cosméticos (produtos de higiene e cuidados pessoais). Muitos são altamente bioativos e, quando presentes no ambiente, ocorrem geralmente em concentrações traço. Esta classe de compostos tem suscitado grande preocupação nos últimos anos devido à introdução contínua no ambiente aquático (BARCELÓ & PETROVIC, 2007). De acordo com Daughton, (2007), os efluentes de Estações de Tratamento de Esgotos (ETE) têm sido reconhecidos como as principais vias potenciais de liberação de poluentes. Vale ressaltar que em âmbito nacional, as ETE são preparadas para diminuição da carga orgânica dos efluentes e, em muitas localidades, os mesmos são lançados sem nenhum tratamento. Uma vez liberados no meio ambiente, os fármacos (como outros poluentes) podem ter a sua residência em reservatórios de armazenamento que podem ser vistas como fontes secundárias de disponibilização; exemplos são os resíduos concentrados nos sedimentos, em partículas orgânicas, ou na biota, portanto as fontes são diversas. Dentro do contexto ecotoxicológico, os fármacos são considerados poluentes orgânicos emergentes (POE), uma vez que, após excreção no meio ambiente mantem suas propriedades químicas o bastante para promover influências negativas sobre organismos não-alvos (MONTEIRO & BOXALL, 2010). Dados apontam que cerca de 1 a 4% da dose ingerida de um fármaco é excretada ao meio ambiente na sua forma inalterada. Os demais 96 a 99% correspondem a metabólitos gerados a partir da molécula de origem (GOODMAN & GILMAN, 2012). Tais dados são de suma importância pois
18 16 apontam necessidade crescente de estudos ecotoxicológicos a partir de uma série de fármacos e seus metabólitos presentes no meio ambiente. A questão da ocorrência de fármacos no ambiente aquático tem atraído significativa atenção da mídia e está intimamente relacionada ao estilo de vida da sociedade moderna, aos padrões de consumo e ao envelhecimento da população. Estes fatores exigem, em níveis mais elevados, o uso de medicamentos e produtos para cuidados pessoais. Nesse sentido, para se conhecer os efeitos biológicos e realizar avaliações de risco ambiental, estudos ecotoxicológicos para avaliação de efeitos agudo e crônico de fármacos tem sido realizado com as diferentes classes de fármacos e com distintos organismosteste (HALLARE et al., 2004; NUNES et al., 2005; GAGNÉ et al., 2006; JJEMBA, 2006; CANESI et al., 2007; QUINN et al., 2008). Atualmente, estudos ecotoxicológicos têm sido realizados em diferentes partes do mundo para identificar fármacos potencialmente perigosos para o meio ambiente, porém, os dados disponíveis na literatura são insuficientes. A ocorrência desses fármacos residuais em águas superficiais e subterrâneas, bem como em sedimentos, demonstra a necessidade de estudos que determinem os efeitos tóxicos dessas substâncias no ambiente (BILA & DEZOTTI, 2003). Apesar da crescente preocupação com a presença de fármacos no meio ambiente ainda não existem estudos apontando o risco ambiental de plantas medicinais e medicamentos fitoterápicos. Tendo em vista que as plantas apresentam uma série de compostos químicos, considera-se também importante realizar avaliação do risco ambiental das mesmas. Tendo em vista que não existem na literatura científica trabalhos avaliando potencial atividade antifúngica, fitoquímica e ecotoxicológica de folhas caídas das árvores de Terminalia catappa, aliado à necessidade de descoberta de novos tratamentos antifúngicos, este trabalho teve como propósito proceder tais avaliações a fim de que sirvam como suporte científicos para novos estudos acerca da referida planta medicinal.
19 17 1- OBJETIVOS a) Avaliar atividade antifúngica in vitro de diferentes concentrações de FrAcOH obtida a partir das folhas de Terminalia catappa mediante exposição a Candida albicans; b) Análise fitoquímico de FrAcOH obtida a partir das folhas de Terminalia catappa, por contagem em camada delgada; c) Proceder avaliação ecotoxicológica de FrAcOH através de ensaios agudo e crônico utilizando Lytechinus variegatus. 2- MATERIAIS E MÉTODOS 3.1- Coleta e identificação As folhas caídas de Terminalia catappa foram coletadas na orla da cidade do Santos-SP entre os meses de agosto e setembro de As mesmas foram identificadas pelo Prof. Ms Paulo Sampaio sendo registrada a exsicata (M. TOMAZ 01) (Figura 2). Figura 2: Exsicata folhas de Terminalia catappa 3.2- Processo extrativo Após a coleta das folhas caidas na orla de Santos de Terminalia catappa, foram lavadas, trituradas e submetidas à maceração com etanol absoluto (1:4) (p/v) por período de 2 hs seguida por percolação por 24 hs. O material foi filtrado
20 18 e submetido ao rotaevaporador com temperatura controlada (45 o C), obtendo-se ao final o extrato etanólico bruto seco (EEB) (Figura 3) (PRISTA, 1995). Os testes foram realizados no laboratório B34 na UNISANTA (Universidade Santa Cecília). Figura 3: Processo extrativo Percolação folhas de Terminalia catappa Linn (Laboratório de Pesquisa em Produtos Naturais Unisanta) 3.3- Partição do extrato A partir do EEB foi realizada a partição extrativa com solventes de diferentes polaridades: hexano, clorofórmio, acetato de etila, metanol e água. Ao final foram obtidas cinco (0,50 frações, sendo codificadas: Fração Hexânica (FrHex), Fração Clorofórmica (FrCHCl3); Fração Acetato de Etila (FrAcOH); Fração Metanólica (FrMet) e Fração Aquosa (FrAq). Tendo como objetivo a avaliação fitoquímica de compostos fenólicos (Taninos), foram submetidas à cromatografia em camadas delgadas (CCD) as frações FrAcOH e FrAq (Figura 4) (PRISTA, 1995).
21 19 Figura 4: Processo de partição do extrato de Terminalia catappa Linn 3.4- Ensaios microbiológicos in vitro Cultivo de fungos e preparação do inóculo Candida albicans foram submetidas a cultivo em caldo Sabourauddextrose em temperatura de 35ºC, com ao menos três repiques sucessivos de 24 horas previamente ao experimento. Para a realização dos ensaios de determinação da concentração fungicida mínima, no dia do experimento as leveduras foram contadas e a suspensão do inóculo foi ajustada para 2,5 x 10 3 céls/ml em caldo Sabouraud-dextrose. Os testes foram realizados no laboratório B13 na UNISANTA (Universidade Santa Cecília).
22 Preparo das soluções-estoque para os testes de susceptibilidade aos extratos vegetais A fração seca de FrAcOH foi re-suspensa em etanol 30% a modo de se obter a concentração final de 100 mg de extrato seco/ml, sendo então esta solução denominada de solução estoque Realização dos testes de susceptibilidade à Fração (FrAcOH) Para realização dos testes de susceptibilidade à Fração (FrAcOH), foi utilizado o método de macro diluição em caldo, de acordo com os parâmetros estabelecidos pelo National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS), descrito em detalhes por COLOMBO, (1995) Diluição em caldo realizada em tubos (macrodiluição) A partir da solução-estoque (100 mg/ml), a fração (FrAcOH) foi diluída em caldo Sabouraud-dextrose e distribuída em tubos esterilizados, realizandose diluições sucessivas para obter-se uma série de 5 concentrações variando de 1,25 a 10 mg/ml. No dia do experimento 0,9 ml do inoculo foi dispensada em cada tubo contendo as concentrações desejadas dos extratos. Ao final do experimento o inoculo foi testado em 5 tubos contendo as concentrações finais variando de 1,25 a 10 mg/ml da fração. Adicionalmente, para cada ensaio, foi preparado um tubo-controle negativo contendo apenas o diluente do extrato e a solução meio-inoculo. Os tubos foram incubados a 35ºC por 24 horas. Decorrido o tempo de incubação, as leveduras foram lavadas em caldo Sabourauddextrose estéril, semeadas em meio Ágar Sabouraud-dextrose e incubadas a 35ºC por 24 horas Leitura e interpretação dos resultados Após 24 horas de incubação em meio Ágar Sabouraud-dextrose, a menor concentração capaz de inibir o crescimento do microrganismo foi definida como a Concentração fungicida mínima (CFM) do extrato para este microrganismo. Os experimentos foram realizados em triplicata e repetidos 3 vezes.
23 Análise fitoquímica Cromatografia em Camada Delgada Foram pesados 0,01 g de cada uma das amostras e diluídas em 1 ml de metanol. Foi utilizada como fase estacionária sílica gel 60 F254 (Merck) e como fase móvel solução de Clorofórmio: Metanol: n-propanol: Água (25:30:5:20;v v). Como substância padrão foi utilizado Ácido Gálico (Sigma Aldrich). Foram aplicados na placa 20 μl de cada amostra. Após diluição da amostra em cuba cromatográfica foi nebulizado reagente revelador com solução de cloreto férrico 1% em metanol e calculados os Fatores de Retenção (Rf) (WAGNER & BLADT, 1984). Os testes foram realizados no laboratório C06 na UNISANTA (Universidade Santa Cecília) Avaliação da atividade antioxidante in vitro Avaliação qualitativa Foram pesados 100 µg de FrAcOH às quais foram solubilizadas em etanol e posteriormente serão aplicados em placa de cromatografia em camada delgada (CCD) de alta resolução (sílica gel 60, Merck, Alemanha). A cromatografia foi desenvolvida utilizando fase móvel compatível para compostos fenólicos utilizando como solventes a mistura de Acetato de etila/metanol/água (40:5,4:5; v/v/v) (KOTZE & ELOFF, 2002). Em seguida, sobre as placas foi nebulizada solução metanólica de DPPH (0,2%) e incubadas em temperatura ambiente por 30 minutos. A atividade antioxidante foi observada com o surgimento de bandas amarelo-esbranquiçadas sobre um fundo roxo e, desta forma, permitindo a análise do perfil das bandas que apresentam atividade antioxidante Determinação de fenóis totais A determinação do teor de fenóis totais presentes em FrAcOH de Terminalia catappa foi feita por meio de espectroscopia na região do visível utilizando o método de Folin Ciocalteu com modificações (BONOLI et al., 2004). A amostra vegetal (FrAcOH) (100 mg) foi dissolvido em metanol, transferido quantitativamente para um balão volumétrico de 100 ml e o volume final foi completado com metanol. Uma alíquota de 7,5 ml desta solução foi transferida para um balão volumétrico de 50 ml; esta segunda solução teve seu volume
24 22 acertado novamente com metanol. Uma alíquota de 100 µl desta última solução foi agitada com 500 µl do reagente de Folin-Ciocalteu e 6 ml de água destilada por 1 min; passado este tempo 2 ml de Na2CO3 a 15% foram adicionados à mistura e agitada por 30 s. Finalmente, a solução teve seu volume acertado para 10 ml com água destilada. Após 2 h, a absorbância das amostras foi medida a 750 nm utilizando-se cubetas de vidro, tendo como "branco" o metanol e todos os reagentes, menos o extrato. O teor de fenóis totais (FT) foi determinado por interpolação da absorbância das amostras contra uma curva de calibração construída com padrões de ácido gálico (25, 12,5, 6,25, 3,125, 1,5625 e 0,781 mg /ml) e expressos como mg de EAG (equivalentes de ácido gálico) por g de extrato. A Equação da curva de calibração do ácido gálico foi C = 809,0200A+5,0827, onde C é a concentração do ácido gálico, A é a absorbância a 750 nm e o coeficiente de correlação R = 0,999. Todas as análises foram realizadas em triplicata Avaliação Ecotoxicológica Ensaio para avaliação de efeito agudo (Fertilização) com Lytechinus Variegatus (Echinodermata, Echinoidea) Lytechinus variegatus pertencente à família Toxopneustidae. Possui carapaça esverdeada e achatada inferiormente e espinhos de cor variando desde verde até púrpura arroxeada. Esta espécie alimenta-se de macroalgas, vive em locais onde estas são abundantes e possui o hábito de se recobrir com detritos vegetais e pequenas conchas. Os organismos podem ser encontrados desde a zona entre-marés até cerca de 20 m e profundidade. É bastante comum na região do Caribe e na costa atlântica da América do Sul, ocorrendo desde a Carolina do norte (EUA) até a costa sudeste do Brasil (ABNT, 2006). De acordo com o protocolo da US EPA, (1991), o método consistirá na exposição de espermatozoides de ouriço-do-mar (Lytechinus variegatus), por um período de 1 hora, a diferentes concentrações (0,781 a 0,2 g/l) de FrAcOH obtida a partir das folhas de Terminalia catappa. Após este período, a solução contendo óvulos será adicionada aos frascos-teste. Vinte minutos após o ensaio será encerrado com a adição de 0,5 ml de formol tamponado com bórax em todas as réplicas. A técnica de indução de liberação dos gametas (Figura 5) utilizada neste ensaio seguiu o método descrito na norma técnica ABNT/NBR
25 (2012). No entanto, neste método é importante estabelecer uma proporção espermatozoide/óvulo que propicie uma taxa adequada de fertilização (70 % - 90 %) no controle do ensaio. Os testes foram realizados no laboratório Ecotoxicológico na UNISANTA (Universidade Santa Cecília). FIGURA 5: Estímulo para identificação e liberação de espermatozoides de Lytechinus variegatus. (Laboratório de Ecotoxicologia Unisanta) Para isso, após a liberação dos gametas (Figura 6), foram seguidos os procedimentos descritos no protocolo US EPA (1991).
26 24 FIGURA 6: Coleta de espermatozoides de Lytechinus variegatus. (Laboratório de Ecotoxicologia Unisanta) No caso dos espermatozoides, o volume liberado por machos foi acondicionado em um béquer seco envolto com gelo (Figura 7); a partir deste volume foram preparadas diferentes soluções (1:50, 1:100, 1:200 e 1:400) diluídas em água do mar filtrada em membrana de 0,45 μm de modo a se obter uma concentração de 5x10 7 espermatozoides/ml, ideal para realização do ensaio. FIGURA 7: Espermatozoides de Lytechinus variegatus acondicionados em um béquer envolto com gelo. (Laboratório de Ecotox da Unisanta). Antes de iniciar os testes, foi realizada uma pré-fecundação, preparada uma solução na proporção de 0,5 ml de espermatozoides para 25 ml de água de diluição. Esta solução foi misturada de modo a proporcionar a dissolução de
27 25 possíveis grumos. Em seguida foi acrescentado um volume de 1 ml a 2 ml da solução de esperma ao recipiente contendo os óvulos (Figura 8) e aguardado 10 minutos com leve agitação, sendo a seguir feita uma contagem para verificar a quantidade de óvulos fecundados. FIGURA 8: Fêmea de Lytechinus variegatus liberando os óvulos. (Laboratório de Ecotox da Unisanta). Assim que preparada a solução com a concentração estimada de 5 x 10 7 espermatozoides/ml, um volume de 100 (cem) μl desta solução de espermatozoide foi colocada em todas as réplicas dos ensaios e expostos durante 1 (uma) hora a 25±2 C em uma incubadora marca FANEM. Durante o período de exposição dos espermatozoides foi preparada a solução de óvulos de 2000 óvulos/ml, conforme já descrito acima. Após o período de exposição dos espermatozoides, a solução de óvulos foi homogeneizada e uma alíquota de 1 ml foi adicionada em todas as réplicas do ensaio. Em seguida foram aguardados 20 (vinte) minutos a 25±2 C quando o ensaio foi encerrado com a adição de 0,5 ml de formol tamponado com bórax. Para realização da leitura do ensaio, foi utilizado um microscópio óptico da marca Meiji e, com o auxílio de uma câmara de Sedgwick-Rafter, foram contados os 100 (cem) primeiros ovos. Em uma planilha foram anotados os números de óvulos fertilizados (identificados pela membrana de fecundação) (Figura 9) e de óvulos não fertilizados. A tabela 1 apresenta um resumo da metodologia do ensaio.
28 26 FIGURA 9: Ovos de Lytechinus variegatus (400X) (CORTEZ, 2010) Tabela 1: Condições para realização dos ensaios de toxicidade com L. variegatus (Fertilização) Parâmetros Condições Temperatura 25±2 C Salinidade 30 a 36 unidades Fotoperíodo - Água de diluição Água marinha natural ou reconstituída Sistema do ensaio Estático Duração do ensaio 1 h e 20 minutos Recipiente-teste Tubo de ensaio com capacidade para 15 ml Volume das soluções-teste 10 ml Número de réplicas por diluição 4 Número de organismos por Aproximadamente 5x10 7 células e réplicas espermáticas e óvulos por frasco-teste. Idade do organismo-teste Gametas de ouriço-do-mar recém liberados Efeito observado Taxa de fertilização Validade do ensaio De 70% a 90% de fertilização no controle Alimentação Sem
29 Ensaio para avaliação de efeito crônico (Embriolarval) de curta duração com Lytechinus variegatus (Echinodermata, Echinoidea) O método de ensaio seguirá a norma técnica ABNT/NBR 15350, 2012, que consistirá na exposição de ovos de ouriço-do-mar (Lytechinus variegatus) a diferentes concentrações (0,781 a 0,2 g/l) de FrAcOH obtida a partir das folhas de Terminalia catappa durante o período de desenvolvimento embriolarval (24h a 28h para Lytechinus variegatus). Após o período de 24 horas de exposição com as substâncias teste em câmara com temperatura entre 25±2º C, será retirada uma alíquota do controle para verificar se pelo menos 80% das larvas atingiram o estágio de pluteus (critério de aceitabilidade do ensaio). Sendo assim, o ensaio será encerrado adicionando em todas as réplicas 0,5 ml de formol tamponado com bórax. A leitura do ensaio será realizada em câmara de Sedgwick-Rafter e o estágio de desenvolvimento, bem como a ocorrência de anomalias nos 100 primeiros organismos de cada réplica serão tabulados. Análises físicas e químicas iniciais e finais (oxigênio dissolvido, ph e salinidade) serão realizadas. A tabela 2 apresenta um resumo da metodologia do ensaio. Os testes foram realizados no laboratório Ecotoxicológico na UNISANTA (Universidade Santa Cecília).
30 28 TABELA 2: Condições para realização dos ensaios de toxicidade com L. variegatus (Embriolarval) Parâmetros Condições Temperatura Salinidade Fotoperíodo Água de diluição Sistema do ensaio Duração do ensaio Recipiente-teste Volume das soluções-teste 25±2 C 30 a 36 unidades 12 a 16 horas de luz Água marinha natural ou reconstituída Estático 24 a 28 h Tubo de ensaio com capacidade para 15 ml 10 ml Número de réplicas por diluição 4 Número de organismos por réplicas Idade do organismo-teste Efeito observado Validade do ensaio Alimentação 30 organismos por mililitro Gametas de indivíduos adultos Atraso ou anormalidade no desenvolvimento Mínimo de 80% de larvas pluteus normais nos controles Sem 4- ANÁLISE ESTATÍSTICA Os resultados dos ensaios de ecotoxicidade realizados para FrAcOH após a exposição de Lytechinus variegatus serão calculados através do Trimmed Spearman Karber. 5- RESULTADOS E DISCUSSÃO A evolução da biologia molecular, associada ao requinte das técnicas de modelagem química, tem proporcionado o surgimento constante de novas moléculas farmacologicamente ativas. Atualmente, a Farmacologia possui vasta gama de fármacos capazes de tratar os mais variados processos patológicos,
31 29 fato este que é considerado de suma importância para o aumento da expectativa de vida da civilização. Dentre tais classes de fármacos de suma importância clínica encontram-se os antifúngicos. Estes podem ser classificados em fungicidas (causam a morte de fungos) e fungistáticos (promovem a inibição do crescimento de fungos). Os agentes antifúngicos convencionais são geralmente fungistáticos, cuja ação não promove a erradicação completa do microrganismo (VIRIATO, 2014). Apesar desta crescente evolução técnica, a Ciência ainda não foi capaz de descobrir métodos que sejam capazes de gerar tratamentos farmacológicos eficazes, porém ausentes de reações adversas, efeitos colaterais e sintomas de intoxicação. Tal fato leva ao constante debate acadêmico sobre a necessidade do uso de fármacos e sua relação risco/benefício. Este tipo de debate tem sido frequentemente observado em pacientes submetidos a tratamentos farmacológicos em situações clínicas mais complexas tais como aquelas envolvendo infecções fúngicas invasivas. A constante busca de propostas terapêuticas através do conhecimento de novas moléculas farmacologicamente ativas está direta e historicamente associada às plantas medicinais e à Fitoterapia. Há séculos o homem busca a cura das mais variadas doenças utilizando-se de recursos oferecidos pela natureza. Dentre a ampla diversidade de recursos naturais, encontram-se as plantas medicinais, tendo como destaque no presente trabalho Terminalia catappa Linn (Combretaceae). Especificamente em Santos-SP, Terminalia catappa é notada em toda a extensão da orla, bem como em diversos outros pontos da cidade. Levantamentos etnobotânicos elaborados pela Prefeitura Municipal indicam no jardim da Orla da praia de Santos-SP a existência de 1746 árvores, das quais 943 são palmeiras de pequeno e médio porte, de 21 espécies diferentes. Das 803 árvores restantes, Terminalia catappa correspondem por mais de 90% da amostragem. Vale ressaltar no presente trabalho que, durante os períodos de Outono e Inverno, há excessiva queda das folhas desta espécie, sendo tais folhas consideradas um contratempo para a população em geral, em virtude do acúmulo de lixo nas ruas e residências (Figura 10) (COCCARO et al., 2013). Tais dados foram os responsáveis pela iniciativa de coleta destas folhas de Terminalia
32 30 catappa caídas em área urbana, mudando o destino final de lixo comum para obtenção de extrato vegetal em laboratório. Figura 10: Fotos de Terminalia catappa na cidade de Santos-SP Após processo extrativo utilizando etanol absoluto (1:4) (p/v), foram obtidos 32,66 g de extrato etanólico bruto (EEB) (rendimento extrativo de 6,53%). Após fracionamento com solventes de polaridade crescente foram obtidos 30,87 g da fração acetato de etila (FrAcOH) (rendimento extrativo de 5,46%) (Tabela 3). Tabela 3: Rendimento extrativo com folhas de Terminalia catappa Peso (g) folhas frescas de Terminalia catappa Volume de solvente (Etanol absoluto) utilizado (ml) Quantidade (g) de Extrato Etanólico Bruto (EEB) Rendimento extrativo do EEB (%) Quantidade (g) da Fração Acetato de Etila (FrAcOH) Rendimento extrativo da FrAcOH (%) 500 g 2000 ml 32,66 g 6,53% 30,87 g 5,46%
33 31 Nas últimas décadas diversos são os trabalhos publicados correlacionando atividade antifúngica e as plantas medicinais. Tais estudos ganham destaque, uma vez que, além de se tratarem de recursos terapêuticos de fácil acesso às populações de menor renda, estas são também para a indústria farmacêutica uma grande fonte para a obtenção de novas moléculas farmacologicamente ativas (HONG et al., 2011). Dentre os diversos trabalhos científicos abordando este assunto, muitos são aqueles envolvendo plantas do gênero Terminalia. Dados etnofarmacológicos oriundos da África do Sul relatam que é fato comum a utilização de seis (06) espécies de Terminalia (T. prunioides, T. brachystemma, T. sericea, T. gazensis, T. mollis e T. sambesiaca) para o tratamento de infecções fúngicas. Tais dados são também comprovados quando reproduzidos mediante ensaios em laboratório (ELOFF et al., 2005). Estudos in vitro realizados por Babayi, (2004), relatam que o extrato metanólico obtido a partir de Terminalia catappa também são capazes de promover significativa atividade farmacológica contra espécies de Candida albicans. No entanto, apesar de dados relacionados às propriedades antifúngicas de diversas espécies de Terminalia, ainda não existem dados relacionados à provável atividade antifúngica da fração acetato de etila (FrAcOH) de folhas caídas das árvores de Terminalia catappa e aptas para descarte em lixo comum. Tais dados serviram como suporte para elaboração de protocolo experimental objetivando avaliação de atividade antifúngica in vitro de FrAcOH de Terminalia catappa. Dados obtidos mediante avaliação de atividade antifúngica in vitro apontam que após exposição de Candida albicans a quatro diferentes concentrações de FrAcOH (1,25; 2,5; 5,0 e 10 mg/ml) demonstram inibição nas Unidades Formadoras de Colônias (UFC) nas doses de 2,5 (inibição de 43,76%); 5,0 (inibição de 83,67%) e 10 mg/ml (inibição de 100%) (Figura 11). Os dados apresentados apontam ainda uma Concentração Efetiva 50% (CE50 = 3,167 mg/ml).
34 32 Figura 11: Atividade de FrAcOH de Terminalia catappa em quatro diferentes concentrações após exposição in vitro à Candida albicans. Os resultados são expressos como a porcentagem de inibição de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) comparadas ao grupo controle Com o enfoque na busca de suporte fitoquímico que justifique esta importante atividade antifúngica, foi realizada avaliação fitoquímica da fração (FrAcOH), obtida a partir das folhas de Terminalia catappa. Os resultados demonstram Fator de Retenção (Rf) de 0,9 (Figura 12) sendo este compatível para o ácido gálico (Figura 13), substância esta utilizada como padrão para análise e pertencente à classe dos taninos.
35 33 Figura 12: Placa cromatográfica de FrAcOH de Terminalia catappa eluída com mistura de clorofórmio / metanol / n-propanol / água (5:6:1:4; v/v) como fase móvel e revelada com solução de cloreto férrico 1% em metanol Figura 13: Estrutura química do ácido gálico (Royal Society of Chemistry, 2014) É fato que taninos se tratam de grupos de metabólitos secundários vegetais de amplo interesse para a indústria farmacêutica. Quimicamente estes são classificados como Taninos hidrolisáveis e Taninos condensados (SINGLETON & KRATZER, 1973). Antolovich, (2000), relata em suas revisões uma série de Taninos hidrolisáveis e condensados que atualmente demonstram grande interesse ao mercado farmacêutico mundial. Dados apontam ainda
Avaliação fitoquímica por Cromatografia em Camada Delgada das folhas caídas de TerminaliacatappaLinn (Combretaceae)
Avaliação fitoquímica por Cromatografia em Camada Delgada das folhas caídas de TerminaliacatappaLinn (Combretaceae) Pietro Coccaro 1 ; Luciana Lopes Guimarães 1,2 ; Giovanna Christina Costa da Silva Mazzeo
SOLICITANTE: Técnico solicitante: Paulo Roberto de Azevedo e-mail: azv@petrobras.com.br EXECUTADO POR:
1 ENSAIO DE TOXICIDADE COM A FRAÇÃO SOLÚVEL EM ÁGUA (FSA) DO ÓLEO 1-ESS-103 A TFR 02 (CÓDIGO LET 3571) UTILIZANDO Lytechinus variegatus (ECHINODERMATA-ECHINOIDEA) SOLICITANTE: Petróleo Brasileiro S.A.